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Jahresbericht 2008 - Fachbereich Informatik - Universität Hamburg

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JAHRESBERICHT <strong>2008</strong><br />

tor zur welt der wissenschaft<br />

Department<br />

<strong>Informatik</strong>


Impressum<br />

Herausgeber Department <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>,<br />

Vogt-Kölln-Straße 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong><br />

Tel.: 040 428 83 – 2419 (Prof. Dr. Ritter, Departmentleiter)<br />

040 428 83 – 2201 (Planer)<br />

040 428 83 – 2202 (Verwaltungsleiterin)<br />

040 428 83 – 2206 (Fax Departmentleitung)<br />

URL: http://www.informatik.uni-hamburg.de<br />

Redaktion Prof. Dr. Horst Oberquelle (Stellv. Departmentleiter)<br />

Auflage 130<br />

Druck Print&Mail, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

31.5.2009<br />

Für die Inhalte der Beiträge der Departmenteinrichtungen sind die jeweiligen Leiterinnen und Leiter<br />

verantwortlich.


Vorwort Department <strong>Informatik</strong><br />

Liebe Leserinnen und Leser,<br />

Vorwort<br />

das Jahr <strong>2008</strong> wird insbesondere wirtschaftlich mit den Begriffen 'Mangel' und 'Krise' in Verbindung<br />

gebracht. So erreichte der so genannte Fachkräftemangel in der Mitte des Jahres <strong>2008</strong> seinen vorläufigen<br />

Höhepunkt und ist auch zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch lange nicht beseitigt. Dies gilt, obwohl die durch<br />

die Finanzwelt verursachte Wirtschaftskrise massiv um sich greift und die Auswirkungen dieser Krise zurzeit<br />

kaum ermessen werden können. Noch im Herbst <strong>2008</strong> ließ der Bundesverband Informationswirtschaft,<br />

Telekommunkation und neue Medien (BITKOM) verlautbaren, dass der Fachkräftemangel in der ITK-<br />

Branche einen volkswirtschaftlichen Schaden von einer Milliarde Euro zur Folge hat. Des Weiteren erklärte<br />

Prof. Scheer, Präsident von BITKOM, dass trotz der Finanzkrise ein Engpass für hoch qualifizierte<br />

Nachwuchskräfte in praktisch allen technischen Disziplinen und der <strong>Informatik</strong> bestehen bleiben wird. Der<br />

BITKOM leitete hieraus seine Forderung ab, einschlägige Studiengänge, insbesondere in der <strong>Informatik</strong> und<br />

den Ingenieurwissenschaften, attraktiver und praxisnäher zu gestalten, um so eine gesteigerte Nachfrage<br />

unter den Studieninteressierten zu erreichen.<br />

Das Department <strong>Informatik</strong> hatte zu diesem Zeitpunkt bereits eine Vielzahl von Initiativen gestartet, um die<br />

Attraktivität und Praxisnähe des Studienangebots deutlich zu steigern. Mittlerweile sind diese Planungen<br />

soweit vorangebracht, dass der Einführung dieser neuen Studiengänge zum Wintersemester 2009/2010 nichts<br />

mehr im Wege steht. Es handelt sich hierbei um die Bachelorstudiengänge 'Software-System-Entwicklung',<br />

'Mensch-Computer-Interaktion' und 'Computing in Science' sowie den Masterstudiengang<br />

'Wirtschaftsinformatik': Diese Studiengänge ergänzen das bestehende Studienprogramm (konsekutives<br />

Bachelor-/Masterprogramm <strong>Informatik</strong>, Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik und Masterstudiengang<br />

Bioinformatik) und repräsentieren in besonderem Maße den nicht nur vom BITKOM geforderten verstärkten<br />

Praxisbezug sowie die Interdisziplinarität unseres Studienprogramms. Ich bin sehr zuversichtlich, dass die<br />

Attraktivität unserer Studiengänge für Schülerinnen und Schüler sowie Studieninteressierten deutlich wird,<br />

so dass sich die in den letzten Jahren zu beobachtende Tendenz steigender Nachfrage weiter verfestigen wird.<br />

Ein weiter professionalisiertes Studiengangsmarketing in Department und Fakultät unterstützen dies mit<br />

erfreulichem Engagement.<br />

Tendenziell passend zur gesamtwirtschaftlichen Situation entwickelt sich leider auch die<br />

Finanzmittelausstattung an unserer <strong>Universität</strong>. Daran werden wohl auch Konjunkturprogramme und<br />

ähnliche nicht-kontinuierliche Maßnahmen nichts ändern. Somit waren wir bei dem im Berichtszeitraum zu<br />

entwickelnden STEP (strategische Entwicklungsplanung mit einem Planungshorizont von etwa 2015)<br />

gezwungen, Profilschärfung und Zukunftsaufstellung auf Basis einer Verringerung der Anzahl der Fachgebiete<br />

(Professuren) vorzunehmen. Dennoch ist der Vorstand des Departments zuversichtlich, dass unter<br />

dem Leitbild 'Human-Centered Complex Systems' und den beiden Schwerpunktbereichen 'Complex Systems<br />

Engineering' und 'Human-Centered Computing' eine zukunftsfähige Aufstellung und Kräftebündelung<br />

gelungen ist, die eine zukünftige Verbesserung des Prof-WiMi-Verhältnisses zulassen wird, um die Konkurrenzfähigkeit<br />

in der Forschung weiter zu steigern.<br />

Mit den laufenden Berufungsverfahren in 'Softwaretechnik', 'Wissenstechnologie und –management' sowie<br />

'Sicherheit in Verteilten Systemen' werden erste Schritte der Umsetzung vollzogen. Ich hoffe sehr, dass in<br />

Zusammenarbeit mit Dekanat und Präsidium erfolgreiche Besetzungen dieser Professuren im Jahr 2009<br />

erreicht werden können.<br />

Die beschriebenen Entwicklungen in der Forschungsausrichtung und des Ausbaus des Studienprogramms<br />

bilden eine aus meiner Sicht konsistente Einheit, die wir in den kommenden Jahren gemeinsam weiter<br />

voranbringen wollen.<br />

Ergänzt werden die zahlreichen, erfolgreichen Aktivitäten in Forschung und Lehre, über die der weitere<br />

Bericht detaillierte Auskünfte gibt, durch einen kontinuierlichen Ausbau unserer<br />

Technologietransferaktivitäten. Nicht nur zahlreiche angewandte Forschungsprojekte, wie sie auch von<br />

unserem Technologietransfer-Zentrum HITeC e.V. unterstützt werden, sondern auch eine neue Initiative zur<br />

Verstärkung der Vernetzung des Departments <strong>Informatik</strong> mit der IT-Industrie im Großraum <strong>Hamburg</strong> durch<br />

Bildung eines Kuratoriums für einen neuen Masterstudiengang 'IT-Management und –Consulting' sind an<br />

dieser Stelle positiv hervorzuheben.<br />

1


Vorwort <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2<br />

Allen Departmentangehörigen, die zu den vorgenannten Aktivitäten beigetragen haben, gilt mein ganz<br />

besonderer Dank. Dem wissenschaftlichen Personal danke ich sehr für die erbrachten Leistungen in den<br />

Kernaufgaben Forschung und Lehre, dem technischen und Verwaltungspersonal für die unverzichtbare<br />

Unterstützung sowie all denjenigen, die sich zusätzlich auf den verschiedensten Positionen im Rahmen der<br />

akademischen Selbstverwaltung verdient machen. Nicht zuletzt sei den Serviceeinrichtungen Verwaltung,<br />

Prüfungsamt, Bibliothek und <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum für die hervorragenden, geleisteten Dienste gedankt.<br />

Die Leistungen unserer Departmentangehörigen im Berichtszeitraum machen Mut für die vor uns liegenden<br />

Aufgaben und Veränderungen, die unser ungebrochenes Engagement erfordern werden. Die Einführung und<br />

Umsetzung der beschlossenen neuen Studienprogramme, die Umsetzung des STEPs, die Weiterführung der<br />

Veränderungsprozesse bzgl. neuer Organisations- und Informationsstrukturen in der Folge der<br />

Fakultätenbildung, wie z. B. die Einführung von so genannten Studienbüros auf Departmentebene und die<br />

Implementierung der so genannten leistungs- und belastungs-orientierten Mittelvergabe, werden uns<br />

weiterhin Einiges abverlangen. Ich bin zuversichtlich, dass wir diese Herausforderungen werden bewältigen<br />

können, wenngleich dies nur auf der Basis einer verlässlichen Unterstützung durch Dekanat und Präsidium<br />

und entsprechend gegebener Planungssicherheit für das Department möglich sein wird.<br />

In diesem Sinne hoffe ich, dass das Department <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> im aktuellen neuen<br />

Berichtszeitraum zur Beseitigung des zu Beginn angesprochenen Fachkräftemangels wird beitragen können,<br />

ohne über Gebühr von der Finanzkrise und Mittelkürzungen heimgesucht zu werden.<br />

<strong>Hamburg</strong>, im Mai 2009<br />

Prof. Dr.-Ing. Norbert Ritter<br />

(Leiter Department <strong>Informatik</strong>)


Inhaltsverzeichnis Department <strong>Informatik</strong><br />

Inhaltsverzeichnis<br />

Vorwort .............................................................................................................. 1<br />

Inhaltsverzeichnis ............................................................................................... 3<br />

Strukturübersicht ................................................................................................ 4<br />

AGIS Zentrum für Architektur und Gestaltung von IT-Systemen<br />

AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> (ASI) ........................ 5<br />

AG Informationstechnikgestaltung und Gender-Perspektive (ITG) ....... 27<br />

AB Softwaretechnik (SWT) .................................................................... 33<br />

ISR Zentrum für Intelligente Systeme und Robotik<br />

AB Kognitive Systeme (KOGS) .............................................................. 45<br />

AB Natürlichsprachliche Systeme (NatS) .............................................. 61<br />

AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme (TAMS) .................... 69<br />

AB Wissens- und Sprachverarbeitung (WSV) ...................................... 89<br />

Graduiertenkolleg CINACS ................................................................... 97<br />

VIKS Zentrum für Verteilte Informations- und Kommunikationssysteme<br />

AB Sicherheit in verteilten Systemen (SVS) ........................................ 105<br />

AB Theoretische Grundlagen der <strong>Informatik</strong> (TGI) ............................. 111<br />

AG Telekommunikation und Rechnernetze (TKRN) ........................... 127<br />

AB Verteilte Systeme und Informationssysteme (VSIS) ..................... 143<br />

Weitere Einrichtungen<br />

AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme (TIS) ............................................ 165<br />

<strong>Informatik</strong>-Bibliothek (BIB) ................................................................ 187<br />

<strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum (RZ) .......................................................... 191<br />

Umweltteam <strong>Informatik</strong> (UT) .............................................................. 199<br />

Weitere Berichte<br />

Begutachtungen und abgeschlossene Betreuungen ............................. 203<br />

Studierenden- und Absolventenstatistik .............................................. 213<br />

Berichte und Mitteilungen ................................................................... 214<br />

Informatisches Kolloquium <strong>Hamburg</strong> ................................................. 215<br />

Preise und Ehrungen .......................................................................... 217<br />

Angegliederte Vereine<br />

<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum e.V. (HIForum, Alumni-Verein) ....... 219<br />

<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center e.V. (HITeC),<br />

(Technologietransfer) .......................................................................... 223<br />

3


4<br />

AB TGI<br />

Theoretische Grund-<br />

lagen der <strong>Informatik</strong><br />

Prof. R. Valk<br />

Prof. M. Jantzen<br />

Zentrum für Intelligente<br />

Systeme und Robotik (ISR)<br />

AB KOGS<br />

Kognitive Systeme<br />

Prof. B. Neumann (bis 9/08)<br />

Prof. L. Dreschler-Fischer<br />

Prof. H. S. Stiehl<br />

Dr. P. Stelldinger (Vertr.P.)<br />

AB NatS<br />

Natürlichsprachliche<br />

Systeme<br />

Prof. W. v. Hahn (bis 10/07)<br />

Prof. W. Menzel<br />

AB TAMS<br />

Technische Aspekte<br />

Multimodaler Systeme<br />

Prof. J. Zhang<br />

AB WSV<br />

Wissens- und<br />

Sprachverarbeitung<br />

Prof. C. Habel<br />

Zentrum für<br />

Bioinformatik <strong>Hamburg</strong><br />

ZBH<br />

GD Prof. M. Rarey<br />

Prof. Stefan Kurtz<br />

Prof. Andrew Torda<br />

Kooperation der<br />

Departments Biologie,<br />

Chemie, <strong>Informatik</strong> und<br />

der Medizinischen Fakultät<br />

Zentrum für Verteilte Informations- und Kommunikationssysteme (VIKS)<br />

AG TKRN<br />

Telekommunikation<br />

und Rechnernetze<br />

Prof. B. Wolfinger<br />

VW<br />

Verwaltung<br />

A. Morawski<br />

BIB<br />

Bibliothek<br />

M. Obernesser<br />

RZ<br />

Rechenzentrum<br />

G. Friesland-Köpke<br />

AB TIS<br />

AB VSIS<br />

Technische<br />

<strong>Informatik</strong>systeme<br />

Verteilte Systeme und<br />

Informationssysteme<br />

Prof. W. Lamersdorf<br />

Prof. N. Ritter<br />

Zentrale Einrichtungen<br />

PA<br />

Prüfungsamt<br />

Prof. M. Jantzen<br />

Prof. D.P.F. Möller<br />

Prof. K. Kaiser (beurlaubt)<br />

HIForum<br />

Alumni-Verein<br />

<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-<br />

Forum e.V.<br />

Vorstand:<br />

M. Schudy<br />

Prof. H. Oberquelle<br />

D. Martinssen<br />

AB SVS<br />

Sicherheit in verteilten<br />

Systemen<br />

Prof. J. Posegga (bis 3/08)<br />

Dr. K.-P. Kossakowski i.V.<br />

Zentrum für Architektur und<br />

Gestaltung von IT-Systemen<br />

(AGIS)<br />

AB ASI<br />

Angewandte und<br />

sozialorientierte<br />

<strong>Informatik</strong><br />

Prof. H. Oberquelle<br />

Prof. B. Page<br />

Prof. A. Rolf (bis 9/07)<br />

Junior-Prof. S. Beckhaus<br />

AB SWT<br />

Softwaretechnik<br />

Prof. C. Floyd (bis 9/08)<br />

Prof. H. Züllighoven<br />

AG ITG<br />

Informationstechnikgestaltung<br />

und Gender-<br />

Perspektive<br />

Prof. I. Schirmer<br />

Technologietransfer<br />

HITeC<br />

<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong><br />

Technologie-Center e.V.<br />

• LKI - Labor für<br />

Künstliche Intelligenz<br />

Prof. B. Neumann<br />

• STC - Softwaretechnik-<br />

Center<br />

Prof. H. Züllighoven<br />

• ...


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Arbeitsbereich<br />

Angewandte und Sozialorientierte <strong>Informatik</strong> (ASI)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30 / Haus D, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2425, Fax: +49 40 428 83-2311<br />

http://agis-www.informatik.uni-hamburg.de/asi/ sowie http://imve.informatik.uni-hamburg.de<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder des Arbeitsbereichs<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Horst Oberquelle (AB-Leiter), Dr.-Ing. Steffi Beckhaus (Juniorprofessorin), Dr.-Ing. Bernd Page, Dr.<br />

Arno Rolf (Fachvertretung)<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Kristopher J. Blom MSc, Dipl.-Inform. Torsten Busse (bis 06/<strong>2008</strong> im Drittmittelprojekt PLUGIN.NET),<br />

Dipl.-Inform. Nicolas Denz (geb. Knaak ) (bis 06/<strong>2008</strong> im Drittmittelprojekt PLUGIN.NET), Dipl.-Wirt.Inf.<br />

Paul Drews (seit 08/<strong>2008</strong>), Dipl.-Wirt.Inf. Johannes Göbel, Dipl. Mediensystemwiss. Timo Göttel, Matthias<br />

Haringer MSc (über HITeC), Prof. Dr. João Porto de Albuquerque (Humboldt-Stipendium, 01/<strong>2008</strong>-06/<strong>2008</strong><br />

und ab 12/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inform. Angela Schwabl-Möhlmann, Dipl.-Pol. Edouard Simon (bis 03/<strong>2008</strong>)<br />

Doktoranden:<br />

Dipl.-Wirt.Inf. Milena Andonova, Dipl.-Inform. Marcel Christ, Dipl.-Inform. Rainer Czogalla, Dipl.-Inform.<br />

Dorina Gumm, Dipl.-Inform. Arne Koors, Dipl.-Wirt.Inf. Sven Kruse (Lehrbeauftragter), Dipl.-Wirt.Inf. Jan-<br />

Hendrik Wahoff<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Gäste:<br />

Tepke Haß (Sekretariat)<br />

Prof. Prof Anthony E. Krzesinski , Department of Computer Science University of Stellenbosch, South<br />

Africa im Rahmen der <strong>Universität</strong>spartnerschaft Stellenbosch-<strong>Hamburg</strong> im April <strong>2008</strong> (Thema:<br />

Simulationskonzepte für Telekommunikationsnetze)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Der Arbeitsbereich „Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong>“ (ASI) hat sich unter dem Leitbild der<br />

sozialverträglichen Gestaltung von <strong>Informatik</strong>systemen und -anwendungen die folgenden Aufgaben gestellt:<br />

• Theorie- und Modellbildung in spezifischen Bereichen der Angewandten <strong>Informatik</strong>;<br />

• Verknüpfung von ausgewählten Anwendungsbereichen mit Methoden, Modellen und Theorien;<br />

• Interdisziplinäre Modellentwicklung für <strong>Informatik</strong>systeme in Organisationen und globalen Gesellschaften.<br />

Durch Aufbau einer Juniorprofessur werden innovative Interaktionstechnologien und Anwendungen im Bereich<br />

interaktive Medien / virtuelle Umgebungen verfolgt.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Mensch-Computer-Interaktion, auch in vernetzten Systemen<br />

(H. Oberquelle, K. Blom, T. Göttel, M. Haringer)<br />

Ziel dieses Schwerpunktes ist die Erforschung von Prinzipien, Methoden, Hilfsmitteln und Theorien für die<br />

benutzergerechte, aufgabenorientierte, organisationsangemessene und technikbewusste Gestaltung der Interaktion<br />

zwischen Mensch und Computer (MCI) und deren Vermittlung in der Lehre. Dabei hat sich das Bezugssystem<br />

von der Interaktion einzelner Benutzer mit ihrem Computer zur Interaktion vieler Benutzer über<br />

Computernetze unter Nutzung von Groupware und WWW erweitert.<br />

Simulation<br />

(B. Page, N. Denz, J. Göbel, V. Wohlgemuth (FHTW Berlin), R. Czogalla, M. Andonova , S. Kruse, A.<br />

Koors)<br />

Die Computersimulation ist ein bedeutendes Instrument zur Analyse und Modellierung komplexer Systeme,<br />

deren Beherrschung auch ein wesentliches Anliegen der <strong>Informatik</strong> insgesamt ist. Simulationsmethoden ha-<br />

5


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

6<br />

ben Eingang in die verschiedensten Fachgebiete (z.B. Natur-, Ingenieurwissenschaften, Wirtschafts- und<br />

Sozialwissenschaften, Medizin oder Umweltforschung) gefunden,– und natürlich auch in die <strong>Informatik</strong> (z.B.<br />

Simulation von Rechen- und Kommunikationssystemen, von Datenbanksystemen oder beim Chipentwurf).<br />

Eine besondere Aufgabe für die Angewandte <strong>Informatik</strong> besteht darin, für die vielfältigen Anwendungsgebiete<br />

der Modellierung und Simulation adäquate algorithmische Lösungs- und Softwarekonzepte auf der<br />

Basis möglichst einheitlicher bzw. leicht übertragbarer Strukturierungsprinzipien zu entwickeln. In diesem<br />

Rahmen werden moderne Softwarekonzepte für die Gestaltung von Simulationssoftware analysiert und umgesetzt.<br />

Interdisziplinäre Innovations- und Technikforschung einschließlich TA<br />

(A. Rolf, P. Drews, D. Gumm, E. Simon, J. Porto)<br />

Die Technikfolgenforschung (TA) wurde 1986 als eigenständiger Bereich am <strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong> der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> eingerichtet und mit der Professur "Wirkungen der Informationstechnologie" besetzt<br />

(Prof. Dr. Arno Rolf).<br />

Das Themenspektrum der interdisziplinären Innovations- und Technikforschung umfasst u.a. die soziale<br />

Genese von Informationstechnik sowie deren Auswirkungen auf Persönlichkeit, Gesellschaft und Umwelt,<br />

das Aufzeigen von Innovations- und Risikopotentialen, die aus der Technikentwicklung und –nutzung entstehen<br />

können sowie die Bewertung und Beurteilung der Optionen und Leitbilder der Informationstechnikentwicklung.<br />

Konkret wurde das Mikropolis-Modell entwickelt, ein Modell zum besseren Verständnis von „<strong>Informatik</strong>systemen<br />

in Organisationen und der globalen Gesellschaft“. Es ist ein Orientierungsrahmen für <strong>Informatik</strong>er<br />

wie Wirtschaftsinformatiker, das informatisches Verfügungs- mit transdisziplinärem Orientierungswissen<br />

(vgl. Mittelstrass) verknüpft.<br />

<strong>Informatik</strong>systeme in Organisationen und in der globalen Gesellschaft<br />

(A. Rolf, H. Oberquelle, P. Drews, D. Gumm, J. Porto, E. Simon, J.-H. Wahoff)<br />

Der Schwerpunkt umfasst die Analyse und IT-gestützte Gestaltung in Organisationen mit Blick auf globale<br />

Gesellschaften. Die Wechselwirkungen zwischen Technikeinsatz und Entwicklung von Organisationen werden<br />

analysiert und sind zu gestalten. Die Arbeiten berücksichtigen informatische und organisatorische<br />

Themen.<br />

Relevante Optionen wie die Entwicklung von Individualsoftware, der Einsatz und die Gestaltung von Groupware-Produkten<br />

wie z.B. CommSy oder der Einsatz von Standardanwendungssoftware wie SAP R/3 stehen<br />

im Zentrum. Ein Fokus liegt auf der Analyse der Mensch-Maschine-Interaktion. Zur Organisationsgestaltung<br />

können verschiedene Organisationstheorien Optionen aufzeigen.<br />

Der Schwerpunkt ermöglicht und erfordert in besonderem Maße die Kombination verschiedener Forschungsstrategien<br />

und praktischer Arbeit. Wir arbeiten an Modellen, Methoden und informationstechnischen Optionen<br />

für Organisationen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Akteursperspektiven.<br />

Der Schwerpunkt verfolgt einen transdisziplinären Ansatz. Neben <strong>Informatik</strong> und Softwaretechnik sind insbesondere<br />

Arbeiten in den Arbeitswissenschaften, der betriebswirtschaftlichen und sozialwissenschaftlichen<br />

Organisationstheorien sowie volkswirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen. Anspruch ist darüber hinaus,<br />

den Diskurs Wissensgesellschaft mit dem Thema zukunftsfähige bzw. nachhaltige Entwicklung (sustainable<br />

development) zu verbinden.<br />

Umweltinformatik<br />

(B. Page, A. Rolf, S. Kruse, R. Meyer (Manchester Metropolitan University), V. Wohlgemuth (FHTW<br />

Berlin))<br />

In diesem Schwerpunkt der Angewandten <strong>Informatik</strong> werden <strong>Informatik</strong>systeme im Umweltbereich zusammen<br />

mit verschiedenen Kooperationspartnern konzipiert und umgesetzt. Dazu gehören Softwarewerkzeuge<br />

für die Umweltmodellierung, die umweltbezogene Simulation von Verkehrs- und Logistiksystemen, die<br />

Entwicklung von Umwelt- und Stoffstrommanagementsystemen, zur Unterstützung des Emissionshandels<br />

sowie betriebliche Umweltinformationssysteme (z.B. Ökobilanzierungs- und Öko-Controlling-Systeme für<br />

Betriebe). Darüber hinaus werden die Wechselwirkungen von Informationstechnik und Umwelt analysiert<br />

(Ökologische Technikfolgenabschätzung).<br />

Interactive Media . Virtual Environments<br />

(S. Beckhaus, K. Blom, M. Haringer)<br />

Interessante, überzeugende, interaktive Erfahrungswelten auf Basis von VR (Virtual Reality) und AR<br />

(Augmented Reality) zu schaffen, ist immer noch eine Herausforderung. Der Schwerpunkt der Forschung der<br />

seit 2004 bestehenden Arbeitsgruppe Interactive Media . Virtual Environments (im.ve) befasst sich sowohl<br />

mit technischen als auch mit konzeptuellen Fragestellungen zu der Erstellung von „interactive experiences“,<br />

also wie man die virtuelle Welt und den virtuellen Inhalt auf geeignete Weise aufbereitet, strukturiert und


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

präsentiert, damit erfolgreiche, überzeugende und angenehme interaktive Erfahrungswelten für den Anwender<br />

entstehen. Die wesentlichen Forschungsrichtungen lassen sich in drei Gebiete aufteilen:<br />

• „Innovative Mensch-Maschine-Interaktion“ (HCI),<br />

• „Konzepte und Faktoren“ für erfolgreiche Erfahrungswelten/Experiences und<br />

• „Technische Entwicklung von Hard- und Software“ für VR, AR, Mixed Reality (MR), Ubiquitous/-<br />

Pervasive Computing (UbiComp) zur Unterstützung von „interactive experiences“.<br />

Die technischen Umgebungen und die daraus resultierenden bearbeiteten Forschungskontexte decken durch<br />

den Fokus auf „experiences“ und Interaktion das gesamte Mixed-Reality Kontinuum nach Milgram ab und<br />

umfassen Fragestellungen zu VR, AR, MR bis hin zu Ubiquitous/Pervasive Computing.<br />

Der Bereich bietet zusätzlich allgemeine Lehrveranstaltungen zu interaktiven Medien an. Die Forschung und<br />

Lehre in diesem Schwerpunkt ist interdisziplinär, anwendungsorientiert und Fachgruppen übergreifend mit<br />

Verbindungen unter anderem zur Software-Ergonomie, zur Computer-Grafik, zu der Technik multimodaler<br />

Systeme als auch zu den Gebieten Kunst und Psychologie.<br />

<strong>Informatik</strong>systeme & E-Learning<br />

(H. Oberquelle, B. Page, I. Jackewitz)<br />

Die Unterstützung universitärer Präsenzlehre durch netzbasierte Software stellt einen neuen Arbeitsschwerpunkt<br />

dar. Dabei wird einerseits untersucht, wie Blended Learning und selbstgesteuertes, projektartiges Lernen<br />

durch passende Didaktik, Software und Organisationsentwicklung verbessert werden können. Andererseits<br />

sind E-Learning Contents zur Nutzung von Simulationswerkzeugen entwickelt und erprobt worden. Die<br />

Arbeiten in diesem Themenfeld wurden hauptsächlich durch Drittmittelprojekte vorangetrieben.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• aeris-Impulsmöbel GmbH & Co. KG<br />

• Fraunhofer IAIS, Sankt Augustin<br />

• Fraunhofer IMK, Sankt Augustin<br />

• Grüne Akademie der Heinrich-Böll-Stiftung, Berlin<br />

• <strong>Hamburg</strong>er Hafen- und Logistik AG (HHLA) (Simulation)<br />

• <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center (HITeC) e.V. (Technologietransferprojekte)<br />

• ifu Institut für Umweltinformatik <strong>Hamburg</strong> GmbH (Stoffstrommanagement)<br />

• ISL - Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik, Abteilung Informationslogistik – Bereich<br />

• Optimierung und Simulation<br />

• Jung von Matt, next<br />

• Kath. Marienkrankenhaus gGmbH<br />

• Plath GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• Volke-Kommunikations-Design GmbH, Wolfsburg<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• Helmut-Schmidt <strong>Universität</strong>, <strong>Hamburg</strong><br />

• <strong>Universität</strong> Bielefeld, Neuroinformatik<br />

• <strong>Universität</strong> Bremen, <strong>Fachbereich</strong>e <strong>Informatik</strong> und Produktionstechnik<br />

• <strong>Universität</strong> Lüneburg, <strong>Fachbereich</strong> Umweltwissenschaften (Stoffstrommanagment)<br />

• TU Darmstadt, Institut für Berufspädagogik<br />

• FHTW Berlin (Stoffstrommanagement & Simulation)<br />

• Muthesius Kunsthochschule, Kiel<br />

• HfbK, <strong>Hamburg</strong>, Alsleben und Eske<br />

• TU Berlin, <strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong><br />

• TU <strong>Hamburg</strong>-Harburg, Stadtplanung<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• University of Århus, Center for Interactive Spaces, Dänemark (Designmethodologie)<br />

• Helsinki University of Technology, Software Business and Engineering Institute, Finnland<br />

• University of Canterbury, Christchurch/New Zealand (Simulation)<br />

• University of Stellenbosch, Südafrika, Faculty of Science/Computer Science Division<br />

(Simulationssoftware, Simulation von Telekommunikationssystemen)<br />

• <strong>Universität</strong> Graz, Institute for Computer Graphics and Vision (ICG)<br />

• University of São Paulo (EACH/USP), School of Arts, Sciences and Humanities, Brasilien<br />

• Makebelieve Griechenland<br />

7


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Ausstattung<br />

8<br />

Der Arbeitsbereich hat eine heterogene Infrastruktur: Neben PCs werden Macintosh-Rechner benutzt. Im<br />

Rahmen von Projektarbeiten kommen auch Sun Workstations aus dem <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum zum Einsatz.<br />

Darüber hinaus gibt es am Arbeitsbereich eine Videoausrüstung. Es wird ein Rechnerlabor zusammen<br />

mit dem Arbeitsbereich Softwaretechnik genutzt. Die konkrete Geräteausstattung des Arbeitsbereichs ist dem<br />

Wirtschaftsbericht zu entnehmen. Das bei der Arbeitsgruppe interactive media . virtual environments angesiedelte<br />

VR/AR Labor zur Forschung und Lehre wird bei den Projekten genauer beschrieben.<br />

Drittmittelprojekte<br />

Projekt: „PLUGIN.NET: Komponentenorientierte Architektur für Stoffstrommodellierungswerkzeuge“<br />

(Laufzeit von 2/2007 bis 6/<strong>2008</strong>)<br />

Geldgeber: Innovationsstiftung <strong>Hamburg</strong> aus Mitteln der EU<br />

Gesamtmittel: Euro 95.300,-<br />

Projekt: ICT-ENSURE – European ICT Environmental Sustainability Research<br />

Network:<br />

(Laufzeit 5/<strong>2008</strong>-5/2010)<br />

Geldgeber: EU/ Internationale Gesellschaft für Umweltschutz, Wien<br />

Gesamtmittel: Euro 10.000,- (Anteil FBI, über HITeC)<br />

Projekt: „Schlüsselqualifikation Orientierungskompetenz in der globalen<br />

Wissensgesellschaft – Entwicklung eines E-Learningkonzeptes“<br />

Geldgeber: <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> / „Seminare-ans-Netz“<br />

Gesamtmittel: Euro 4.200,-<br />

2. Die Forschungsvorhaben des Arbeitsbereichs<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1 Gestaltung von Benutzungsschnittstellen<br />

Oberquelle, Horst, Prof. Dr.; Göttel, Timo<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

mehrjährig<br />

Projektbeschreibung:<br />

Gegenstand der Untersuchungen sind Gestaltungsprinzipien, Hilfsmittel für die iterative, prototypische<br />

Gestaltung von Benutzungsschnittstellen sowie konkrete (Um-)Gestaltungsvorhaben. Die Untersuchungen<br />

betreffen Fragen der Transparenz und Konsistenz, der Anpassbarkeit, der Erlernbarkeit, der software-ergonomischen<br />

Evaluation, der Gestaltung von Entwicklungswerkzeugen sowie der Nutzung neuer technischer<br />

Möglichkeiten für die Interaktion, z.B. Multimedia und mobile Geräte.<br />

Schlagwörter:<br />

Schnittstellengestaltung; Transparenz; Konsistenz; Anpassbarkeit; Werkzeuge; Multimedia; Evaluation<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2007):<br />

Oberquelle, H.: Benutzergerechte MCI in einer dynamischen Welt - Eine Gestaltungsaufgabe. In: Hellige,<br />

H.D. (Hrsg.). Mensch-Computer-Interface. Zur Geschichte und Zukunft der Computerbedienung.<br />

transcript Verlag, Bielefeld, <strong>2008</strong>, S. 157-172.<br />

Obendorf, H.; Finck, M.: Szenariotechniken & Agile Softwareentwicklung. In: Gross, T. (Hrsg.): Mensch &<br />

Computer 2007 - Interaktion im Plural. München: Oldenbourg, 2007, S. 19 - 28.<br />

Obendorf, H.: Where "less" is "more" - notions of minimalism and the design of interactive systems. A<br />

constructive analysis of products and processes of human-computer-interaction design from a minimalist<br />

standpoint (Dissertation), 2007.<br />

2.2 Organisations- und Koordinationstechnologien<br />

Oberquelle, Horst, Prof. Dr.


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

mehrjährig<br />

Projektbeschreibung:<br />

Gegenstand der Untersuchungen sind vernetzte Systeme zur Unterstützung von kooperativem Handeln, ihre<br />

Nutzung in Organisationen und ihre Gestaltung nach ergonomischen Kriterien. Besondere Schwerpunkte<br />

sind Leitbilder und Perspektiven, Modellierung von computergestützten Arbeitssystemen, WWW und<br />

CSCW, Nutzung von Hypertexten und Multimedia für die Kooperation, Barrierefreiheit, Anpassbarkeit von<br />

Groupware.<br />

Im Rahmen dieses Projektes wird das Community System CommSy mitentwickelt. Es wurde inzwischen als<br />

Open Source-Software bei SourceForge unter der GNU General Public Licence publiziert und steht in der<br />

Softwarebörse CampusSource zur Verfügung.<br />

Schlagwörter:<br />

CSCW; Groupware; Software-Ergonomie; Multimedia; Modellbildung; Organisations- und Wirtschaftsinformatik;<br />

CommSy.<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2007):<br />

Finck, M.; Janneck, M.; Oberquelle, H.; Rolf, A.: Informationstechnische Unterstützung von Freelancer-<br />

Netzwerken. In: Bundesministerium für Bildung und Forschung (Hrsg.): Gestaltung der Arbeit in<br />

virtuellen Unternehmen, Bonn, Berlin, 2007, S. 32 – 41.<br />

Neuendorff, H., Oberquelle, H. Ott, B., Schlick, C.M. (Hrsg.). Arbeitsgestaltung in der Netzwerkökonomie.<br />

Flexible Arbeit. Virtuelle Arbeit. Entgrenzte Arbeit. Schneider, Hohengehren, 2007, 281 S.<br />

2.3 Simulationsmethoden und -werkzeuge, insbesondere für Logistik und Umwelt<br />

Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing.; Czogalla, Rainer; Denz, Nicolas (geb. Knaak); Wohlgemuth, Volker, Prof. Dr.<br />

(FHTW Berlin)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

mehrjärig<br />

Projektbeschreibung:<br />

Modellierung ist ein zentrales Anliegen der <strong>Informatik</strong> insgesamt. Simulationsverfahren sind spezielle<br />

Modellierungsmethoden, die sich mit der Modellierung des dynamischen Verhaltens von Systemen innerhalb<br />

der <strong>Informatik</strong> (z.B. Kommunikationssysteme, Datenbanken, Verteilte Systeme, Mikroelektronik oder<br />

Theoretische <strong>Informatik</strong>) oder in noch weit größerem Maße auch außerhalb der <strong>Informatik</strong> (Logistik-,<br />

Produktions-, Hafen-, Umweltsysteme, ...) befassen.<br />

Bei den anwendungsnahen Forschungsarbeiten zur Modellierung und Simulation werden methodische<br />

Fragestellungen mit Werkzeugaspekten und innovativen Anwendungsfeldern verknüpft.<br />

Auf methodischer Ebene liegen die Schwerpunkte auf der Nutzung objektorientierter Ansätze für Modellierung<br />

(Erweiterungen der UML 2 für die Simulation), agentenbasierter Simulationsansätze, genetischer Algorithmen<br />

für die Simulationsoptimierung, räumlicher Modellierung (evolutionäre Layoutoptimierung), auf<br />

Prinzipien der Selbstorganisation für die Modellierung von Transportnetzen sowie auf Validierungsansätzen<br />

(Process Mining).<br />

Auf der Werkzeugebene werden moderne objektorientierte Softwarekonzepte für die Gestaltung von Simulationssoftware<br />

analysiert und umgesetzt. Die aktuellen Schwerpunkte liegen dabei auf Frameworkarchitekturen<br />

(kontinuierliche Weiterentwicklung des Simulationsframeworks DESMO-J in Java), auf der Model-<br />

Driven Architecture (Codegenerierung von Simulationsprogrammen aus erweiterten ULM 2-Diagrammen)<br />

sowie auf komponentenbasierten Simulationssystemen auf der Basis der Eclipse-Plattform sowie auf der<br />

NET-Basis.<br />

Innovative Anwendungen der Simulationstechnik werden vorrangig für die Bereiche Hafenlogistik, Öko-<br />

Logistik sowie integrierte Stoffstromsimulation (Umweltinformatik) bearbeitet.<br />

Ein Schwerpunkt im Berichtszeitraum lag auf der Weiterentwicklung des Simulationswerkzeuges SimTools<br />

auf Eclipse-Basis, eine leistungsfähige Umgebung für die Simulationssoftware auf programmiersprachlicher<br />

Ebene DESMO-J bieten soll.<br />

Seit mehreren Jahren wird in Kooperation mit der FHTW Berlin (Prof. Wohlgemuth) an der Entwicklung<br />

eines Simulationswerkzeuges gearbeitet, das neben der üblichen diskreten Simulationsfunktionalität insbesondere<br />

auch Fragestellungen des betrieblichen Stoffstrommanagement mit einbezieht. Neben der auftragsbezogenen<br />

Sichtweise eines Produktionsprozesses wird mit diesem Werkzeug somit auch eine stoff- und energieflussbasierte<br />

Sichtweise auf einen betrieblichen Produktionsprozess geschaffen. Dieser Ansatz ermöglicht<br />

9


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

10<br />

im Vergleich zu bestehenden statischen Stoffstromwerkzeugen auch eine dynamische Sichtweise.<br />

Schlagwörter:<br />

Simulationssystem; Umweltschutz; Umwelt und Verkehr; UML-Modellierung; Modellierungswerkzeug;<br />

Simulationswerkzeug; Softwaretechnik; Logistiksimulation; Hafensimulation, E-Learning; Umweltsimulation;<br />

Stoffstrommodellierung<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2007):<br />

Page., B., Wohlgemuth, V., Raspe, M: Material Flow Analysis for Eco-Efficiency with Material Flow<br />

Networks – Concepts and Case Study. In: Miquel Sànchez-Marrè, et.al. (Eds.), Proceedings of the iEMSs<br />

Fourth Biennial Meeting: International Congress on Environmental Modelling and Software (iEMSs<br />

<strong>2008</strong>). Environmental Modelling and Software Society, Barcelona, Catalonia, July <strong>2008</strong>. CD-ROM, pp.<br />

1620-1627.<br />

Page, B., Knaak, N., Kruse, S.: A Discrete Event Simulation Framework for Agent-Based Modelling of<br />

Logistic Systems. In: R. Koschke, O. Herzog, K.-H. Rödiger, M. Ronthaler (Eds): <strong>Informatik</strong> 2007 –<br />

<strong>Informatik</strong> trifft Logistik, Proc. 37. Jahrestagung der Gesellschaft für <strong>Informatik</strong>. Bremen, 24.-27.<br />

September 2007, pp. 397-404.<br />

Page, B.. Wohlgemuth, V.: Combining Discrete Event Simulation and Material Flow Aanalysis – A<br />

Modelling Tool for Ecoefficiency in Wafer Production. In: EcoTopia Science Institute, Nagoya<br />

University (Eds): Proc. International Symposium on EcoTopia Science 2007 (ISETS07), Nagoya<br />

University, Nagoya, Japan , November 23rd-25th, 2007. CD ROM, pp. 1093-1098. Internet:<br />

http://www.esi.nagoya-u.ac.jp/h/isets07/<br />

2.4 Entwicklung des Mikropolis-Modells: Ein transdisziplinärer Ansatzes für Orientierungswissen in<br />

<strong>Informatik</strong> und Wirtschaftsinformatik<br />

Rolf, Arno, Prof. Dr.; Drews, Paul; Gumm, Dorina; Porto, Joao; Simon, Edouard; Wahoff, Jan-Hendrik<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

mehrjährig<br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Rahmen des Forschungsschwerpunktes<br />

„<strong>Informatik</strong>systeme in Organisationen und<br />

in der globalen Gesellschaft“ hat sich 2005<br />

eine interdisziplinären Forschungsgruppe<br />

gegründet: Mit dem Mikropolis-Modell<br />

(MM) legen wir einen Ansatz vor, der die<br />

Wechselwirkungen von Technikentwicklung<br />

und Wandel der Organisationen sowie<br />

gesellschaftlichen Veränderungen<br />

systematisiert. Das Modell erlaubt die<br />

Bestimmung der eigenen Position, so dass<br />

eine Orientierung im Sinne eines „Wissens,<br />

wie alles zusammenhängt“ und alternativer<br />

Verhaltensweisen befördert wird. Das<br />

Mikropolis-Modell greift in theoretischer<br />

Hinsicht sowohl ökonomische und<br />

techniksoziologische Ansätze im Sinne einer Innovationsgenese auf als auch organisationstheoretische<br />

Vorstellungen, die sich mit der Evolution von Organisationen und Institutionen in einem veränderten<br />

gesellschaftlichen Rahmen beschäftigen. Der transdisziplinäre Ansatz des Mikropolis-Modells erweitert das<br />

informationstechnische Verfügungs- um Orientierungswissen.<br />

In der Horizontalen unterscheidet das Mikropolis-Modell zwei Perspektiven: Die Mikroperspektive betrachtet<br />

die Wechselwirkungen von IT-Entwicklung, -Einführung und -Nutzung sowie Veränderungen in Organisationen<br />

als einen Prozess der De- und Rekontextualisierung. Die Makroperspektive zeigt Wechselwirkungen<br />

zwischen gesellschaftlichen Leitbildern und Regulierungen, vor allem im Kontext der Globalisierung,<br />

sowie konkreter Auseinandersetzungen der Akteure um Entwicklung, Einsatz und Nutzen von<br />

IT. In der Vertikalen wird die horizontale Betrachtung durch eine zeitbezogene, geschichtliche Analyse ergänzt.<br />

Innovationen können so als geschichtlich bestimmter Techniknutzungspfad gedeutet werden, um<br />

dessen Richtung und Durchsetzung Auseinandersetzungen stattfinden. Die historische Rekonstruktion des<br />

Technikentwicklungspfades erlaubt es, Gestaltungsempfehlungen für die Zukunft zu formulieren.


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Schlagwörter:<br />

Akteursmodell; Formalisierungslücke; Techniknutzungspfad; Verfügungs- und Orientierungswissen; Mikro-<br />

und Makrokontext; soziotechnische Perspektive; <strong>Informatik</strong> und Wirtschaftsinformatik; Gestaltungsforschung.<br />

Publikationen aus den Forschungsbereichen „Mikropolis-Modell“ und „<strong>Informatik</strong>systeme in Organisationen<br />

und globalen Gesellschaften“ (seit 2006):<br />

Rolf, A.: MIKROPOLIS 2010. Menschen, Computer, Internet in der globalen Gesellschaft. Metropolis,<br />

Marburg, <strong>2008</strong>, 216 S.<br />

Porto de Albuquerque, J. (<strong>2008</strong>) Práticas de formalização e a formalização de práticas: analisando a coevolução<br />

de TICs e práticas organizacionais. In: VII Esocite: Jornadas Latino-Americanas de Estudos<br />

Sociais das Ciências e das Tecnologias, <strong>2008</strong>, Rio de Janeiro. VII Esocite <strong>2008</strong>: Jornadas Latino-<br />

Americanas de Estudos Sociais das Ciências e das Tecnologias, <strong>2008</strong>, pp. 1-16.<br />

Porto de Albuquerque, J.; Simon, E.; Wahoff, J.-H.; Rolf, A. (<strong>2008</strong>) The Challenge of Transdisciplinarity in<br />

Information Systems Research: Towards an Integrative Platform. In: Aileen Cater-Steel, A., Al Hakim, L.<br />

(Hrsg.). Information Systems Research Methods, Epistemology and Applications. Hershey, Pennsylvania:<br />

IGI Global, <strong>2008</strong>, pp. 88-103.<br />

Simon, E. J. / Porto de Albuquerque, J. / Rolf, A. (<strong>2008</strong>) Notwendige und vorläufige Formalisierungslücken<br />

in Organisationen. In: Funken, C., Schulz-Schäffer, I. (Hrsg.): Digitalisierung der Arbeitswelt: Zur<br />

Neuordnung formaler und informeller Prozesse in Unternehmen. VS Verlag, Wiesbaden, S. 239-261.<br />

Porto de Albuquerque, J., Simon, E. J.: Dealing with Socio-Technical Complexity: Towards a transdisciplinary<br />

approach to IS research. In: Österle, H., Schelp, J., Winter, R. (Eds.): Proceedings of the 15th<br />

European Conference on Information Systems (ECIS 2007), 2007, S. 1458-1468.<br />

Porto de Albuquerque, J., Simon, E. J., Rolf, A.: Ein transdisziplinärer Rahmen für die GeNeMe. In:<br />

Meißner, Klaus / Engelien, Martin: GeNeMe 2007, TUDpress, Dresden, 2007, S. 15-26 .<br />

Porto de Albuquerque, J.: Aspectos sociotécnicos da computacao: contextualizando o desenvolvimento de<br />

sistemas de computacao com o modelo Mikropolis. Revista de Informática Teórica e Aplicada, v. 14,<br />

2007, pp. 119-135.<br />

Krause, D., Rolf, A., Christ, M., Simon, E.: „Wissen, wie alles zusammenhängt“ - Das Mikropolis-Modell<br />

als Orientierungswerkzeug für die Gestaltung von Informationstechnik in Organisationen und<br />

Gesellschaft. <strong>Informatik</strong>-Spektrum, Heft 4/2006, S. 263-273.<br />

Rolf, A: Orientierungskompetenz – Wege, Hindernisse, Potenziale, In: Schreyögg, G., Conrad, P. (Hrsg.):<br />

Managementforschung 16/2006, Gabler, Wiesbaden, S. 259-284.<br />

2.5 Umweltinformatik, insb. Methodenentwicklung für Stoffstrommanagementsysteme<br />

Möller, Andreas (<strong>Universität</strong> Lüneburg), Prof. Dr.; Page, Bernd, Prof. Dr.; Denz, Nicolas (geb. Knaak);<br />

Wohlgemuth, Volker; Prof. Dr. (FHTW Berlin)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

mehrjährig<br />

Projektbeschreibung:<br />

Konzeption und Implementation eines Softwarewerkzeuges zur Modellierung von Stoff- und Energieflusssystemen<br />

mit Petri-Netzen als Grundlage für Ökobilanzen und Öko-Controlling, das kontinuierlich weiter<br />

entwickelt wird.<br />

Ein Schwerpunkt der letzten Jahre lag auf der Verknüpfung von (statischen) Stoffstromberechnungen mit<br />

(dynamischen) Simulationsmethoden. Im Falle der diskreten Simulationsmodellierung führte die Integration<br />

der auftragsbezogenen betriebswirtschaftlich-organisatorischen Sicht mit der stoffbezogenen ökologischen<br />

Sichtweise (vgl. Abschn. 2.3.). Im Berichtsjahr wurde an einer Frameworkentwicklung für das Stoffstrommanagement<br />

in einem gemeinsamen Drittmittelprojekt mit der ifu hamburg GmbH gearbeitet.<br />

Schlagwörter:<br />

Öko-Controlling; Modellbildung und Simulation; Stoffstrom-Management; Betriebliche Umweltinformationssysteme;<br />

Produktökobilanzierung; Umweltkostenrechnung; Kostenrechnung; Stoffstromsimulator<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2006):<br />

Page, B., Wohlgemuth, V., Raspe, M: Material Flow Analysis for Eco-Efficiency with Material Flow<br />

Networks – Concepts and Case Study. In: Miquel Sànchez-Marrè, et.al. (Eds.), Proceedings of the iEMSs<br />

Fourth Biennial Meeting: International Congress on Environmental Modelling and Software (iEMSs<br />

<strong>2008</strong>). International Environmental Modelling and Software Society, Barcelona, Catalonia, July <strong>2008</strong>.<br />

11


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

12<br />

CD-ROM, pp. 1620-1627.<br />

Pimpisut, D., Page, B., Spehs, T., Wohlgemuth, V.: An Environmental Management Information System for<br />

Eco-Efficiency of Agro-Industries in Thailand based on Material Flow Networks. In: O. Hryniewicz, J.<br />

Studzinski, M. Romaniuk (Eds.): Einvironmental Informatics and Systems Research. Proc. 21st<br />

International Conference on Informatics for Environmental Protection. Warsaw, Poland, September<br />

12th-14th , 2007, Shaker, Aachen, 2007, pp. 219-227.<br />

Wohlgemuth, W., Page, B., Kreutzer, W.: Combining Discrete Event Simulation and Material Flow Analysis<br />

in a Component-based Approach to Industrial Environmental Protection. Journal Environmental<br />

Modelling & Software 21, 2006, pp. 1607-1617.<br />

2.6 Technikfolgenbewertung und <strong>Informatik</strong><br />

Rolf, Arno, Prof. Dr.; Gumm, Dorina; Simon, Edouard<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

mehrjährig<br />

Projektbeschreibung:<br />

Untersucht wird zum einen die Relevanz von Technikfolgenabschätzungsmethoden<br />

(TA) für die <strong>Informatik</strong>: Welcher TA-Bedarf besteht<br />

bei der Gestaltung von Informationstechnik und deren Anwendung?<br />

Welchen Beitrag können sozialwissenschaftliche Methoden dabei leisten? Was<br />

können umgekehrt <strong>Informatik</strong>-Methoden zur TA beitragen? Welche Art der<br />

Verankerung von TA in der Lehre ist notwendig bzw. sinnvoll?<br />

Ein zweiter Schwerpunkt ist, die Verheißungen der sog.<br />

Informationsgesellschaft zu prüfen. Schlagworte wie Multimedia oder<br />

Datenhighway werden hinsichtlich ihrer Potenziale für Anwendungssysteme<br />

untersucht. Auch die Versprechungen bzgl. ihrer Auswirkungen auf Arbeit und<br />

Organisation werden einbezogen. Seit 1996 wird dies ergänzt um Forschungen zur ökologischen<br />

Technikfolgenabschätzung: wie wirken sich Telearbeit, Teleshopping oder die Verbreitung des Internet aus?<br />

Schlagwörter:<br />

Technikfolgenabschätzung; TA; Informationstechnikgestaltung; „Informationsgesellschaft“<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2006):<br />

Gumm, D., Janneck, M., Langer, R., Simon, E.J. (Hrsg.) Mensch - Technik – Ärger? Zur Beherrschbarkeit<br />

soziotechnischer Dynamik aus transdisziplinärer Sicht. LIT, Münster, Reihe: Arbeitsgestaltung -<br />

Technikbewertung – Zukunft Bd. 19, <strong>2008</strong>.<br />

Rolf, A.: Zum Tode von Joseph Weizenbaum. In: FIfFF Kommunikation, 2/<strong>2008</strong>, S. 36.<br />

Rolf, A.: MIKROPOLIS 2010. Menschen, Computer, Internet in der globalen Gesellschaft. Metropolis,<br />

Marburg, <strong>2008</strong>, 216 S.<br />

2.7 interactive media . virtual environments<br />

Beckhaus, Steffi, Prof. Dr.-Ing.; Blom, Kristopher; Haringer, Matthias<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2004<br />

Projektbeschreibung:<br />

im.ve befasst sich mit aktuellen Fragen interaktiver Medien und virtueller Umgebungen. Themen sind die<br />

Interaktion mit virtuellen Welten und allgemein dem Computer, die Generierung dynamischer, interaktiver<br />

und emotionaler Welten und die Untersuchung von Interaktionen, Interaktionsgeräten und Anwendungen in<br />

ihrer Wirkung auf den Menschen. Wir arbeiten im Virtual und Augmented Reality Kontext ebenso, wie an<br />

interaktiven Tischen und in Medienkunstprojekten. Die Breite der Forschung ergibt sich aus der<br />

Interdisziplinarität und das weite Methodenspektrum, das VR, AR, MR bzw. „interactive experience“<br />

Forschung benötigt.<br />

Forschungsarbeiten in <strong>2008</strong> haben sich befasst mit<br />

1. der Entwicklung von neuen Interaktionsmetaphern und Anwendungen von Granulat-basierten<br />

Eingabemethoden auf einem interaktiven Tisch<br />

2. der Entwicklung und Open-Source Veröffentlichung von actif, einem inteACTor centric Interaction


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Framework - http://sourceforge.net/projects/actif/<br />

3. Interaktionskonzepten speziell für dynamische, bewegliche Zielen in VR<br />

4. der Entwicklung von Methoden basierend auf der Kombination von funktionaler Programmierung und<br />

VR Rahmenwerken, die Dynamik in VR Welten ermöglich<br />

5. computergrafischen Methodiken und Shader-Programmierung zur Erzeugung von visuellen<br />

emotionalen Welten in VR<br />

6. der Erforschung und Entwicklung qualitativer, emotionaler virtueller Erfahrungsräume und die<br />

Evaluation ihrer Wirkung<br />

7. DataMining und Datenvisualisierung in großen Datenmengen<br />

8. und allgemein der Entwicklung und Evaluation von unkonventionelle Ein- und Ausgabemethoden und -<br />

techniken.<br />

Weitere Informationen unter http://imve.informatik.uni-hamburg.de/<br />

Schlagwörter:<br />

Human-Computer Interaction; Virtual Reality; Augmented Reality; Interactive Storytelling; Computer<br />

Graphics; Education; Affective Computing; Interaktionsdesign; Neuartige, multi- oder andersmodale Schnittstellen;<br />

Tangible Interaction; Collaboration; Ubiquitous/ Pervasive Computing; Data Mining; Serious/Fun<br />

Gaming; Medienkunst; MediaArt; Usability; Usability Evaluation.<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2007):<br />

Beckhaus, S., Döring, T., Schröder-Kroll, R.: . In: Alsleben, K., Eske, A. (Hrsg.): Siebenundzwanzig Bremer<br />

Netzkunstaffairen. edition kuecocokue, <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong>, S.. 38-39, 93-95.<br />

Beckhaus, S., Schröder-Kroll, R., Döring, T., Juckel, T.: SoundVision — Ton zu Bild und Bild zu Ton, eine<br />

vernetzte Konversation. In: Lucke, U., Kindsmüller, M.C., Fischer, S., Herczeg, M., Seehusen, S. (Hrsg.).<br />

Workshop Proceedings der Tagungen Mensch & Computer <strong>2008</strong>, DeLFI <strong>2008</strong> und Cognitive Design<br />

<strong>2008</strong>. Logos, Berlin, <strong>2008</strong>, S. 120-123.<br />

Beckhaus, S., Schröder-Kroll, R., Berghoff, M.: Back to the sandbox - Playful Interaction with Granules<br />

Landscapes. ACM Conference on Tangible and Embedded Interaction <strong>2008</strong> (TEI'08). Bonn, <strong>2008</strong>, pp.<br />

141-144.<br />

Blom, K., Beckhaus, S.: the Creation of Dynamic, Interactive Virtual Environments. In: Proceedings of the<br />

IEEE VR <strong>2008</strong> workshop "SEARIS - Software Engineering and Architectures for Interactive Systems."<br />

Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, pp. 57-60.<br />

Hess, H. Wischweh, J., Albrecht, K., Blom, K., Beckhaus, S.: In Proceedings of the ACM conference on<br />

Virtual Reality Software and Technology (VRST) <strong>2008</strong>. ACM Press, New York, <strong>2008</strong>, pp. 39-42.<br />

Haringer, M., Beckhaus, S.: Measurement integration and calibration for affect estimation. ACM SIGCHI<br />

Conference <strong>2008</strong> CHI'08. Workshop 'Measuring Affect in HCI: Going Beyond the Individual', Florenz,<br />

04/<strong>2008</strong>.<br />

Haringer, M., Beckhaus, S. Framework for the measurement of affect in interactive experiences and games.<br />

Proceedings of ACM SIGCHI conference CHI'08 Workshop "Evaluating UX in Games", Florenz,<br />

04/<strong>2008</strong>.<br />

Schröder-Kroll, R., Blom, K., Beckhaus, S.: Interaction Techniques for Dynamic Virtual Environments. in<br />

Proceedings of the 5. Workshop "Virtuelle und Erweiterte Realität" (VR/AR) der GI Fachgruppe VR/AR,<br />

Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, pp .57-68.<br />

Beckhaus, S., Blom K.: Teaching, Exploring, Learning - Developing Tutorials for In-Class Teaching and<br />

Self-Learning. Computer Graphics Forum, The International Journal of the Eurographics Association<br />

Ed.: David Duke and Roberto Scopigno, Blackwell Publishing, 2007, pp. 725-736.<br />

Beckhaus, S., Blom, K., Haringer, M.: ChairIO - the Chair-Based Interface. in book "Concepts and<br />

Technologies for Pervasive Games: A Reader for Pervasive Gaming Research vol. 1". Ed: Magerkurth<br />

und Rötzler. Shaker, Aachen, 2007, pp. 231-264.<br />

Blom, K., Beckhaus S.: Supporting the Creation of Dynamic, Interactive Virtual Environments. Proceedings<br />

of the 2007 ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST 2007). ACM. North<br />

13


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

14<br />

Beach, California, 2007, pp. 51-54.<br />

Blom, K., Beckhaus, S.: Functional Reactive Virtual Reality. in Short Paper Proceedings of IPT-EGVE<br />

Symposium (2007), B. Fröhlich, R. Blach, and R. van Liere (Editors), Aire-la-Ville, Switzerland: Eurographics<br />

Association, 2007, pp. 295-302.<br />

Döring, T., Beckhaus, S.: The Card Box at Hand: Exploring the Potentials of a Paper-Based Tangible<br />

Interface for Education and Research in Art History, Tangible and Embedded Interaction (TEI) 2007,<br />

Baton Rouge, Louisiana, USA. ACM Press.<br />

Beiträge zu Open-Source-Projekten:<br />

Hess, N., Wischweh, J.D.S., Albrecht, K., Otte, G., Blom, K., Beckhaus, S.: ACTIF Open-Source<br />

veröffentlicht. ACTIF ist ein ACTor zentriertes Framework für die Entwicklung von Interaktionen in<br />

immersiven Systeme.<br />

Blom, K.: FRVR Open-Source veröffentlicht. FRVR ist ein System für die Unterstützung der Entwicklung<br />

Dynamischer Interactiver Virtueller Umgebungen.<br />

Blom, K.: vjVTK Open-Source veröffentlicht. vjVTK macht es möglich, VTK Visualizierung in Rahmen des<br />

VRJuggler Framework zu benutzen.<br />

2.8 Lernen und Kooperationsunterstützung<br />

Oberquelle, Horst, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2001<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des Anwendungsfeldes selbstgesteuertes blended Learning und die<br />

Entwicklung passender Kooperationsunterstützung sowie ihre nachhaltige Bereitstellung. Diese Arbeiten<br />

wurden zunächst durch Drittmittelprojekte, Promotionsvorhaben und Abschlussarbeiten vorangetrieben. Wesentliche<br />

Arbeiten wurden im BMBF-Projekt "WissPro - Wissensprojekt <strong>Informatik</strong>systeme im Kontext" geleistet,<br />

welches 2004 abgeschlossen wurde. Mehrere Dissertationen sind in diesem Bereich entstanden. Diese<br />

Arbeiten wurden in dem hier beschriebenen Bereich koordiniert.<br />

Ein wichtiges Ergebnis ist das Community System CommSy, welches in den <strong>Hamburg</strong>er Hochschulen und<br />

Schulen sowie auch außerhalb <strong>Hamburg</strong>s im permanenten Einsatz ist. Es steht als OpenSource-Produkt kostenlos<br />

auf den Plattformen CampusSource und Sourceforge unter der Gnu Public Licence zur Verfügung.<br />

Eine kostengünstige Bereitstellung und Benutzungsbetreuung sowie weitere Arbeiten zur nachhaltigen Etablierung<br />

wurden durch Drittmittel des E-Learning Consortium <strong>Hamburg</strong> (ELCH) unterstützt ("CommSy goes<br />

<strong>Hamburg</strong>", NEC) und in Kooperation mit HITeC e.V. umgesetzt.<br />

Die Weiterentwicklung von CommSy geschieht in einem OpenSource-Projekt unter freiwilliger Beteiligung<br />

von ASI-Mitarbeitenden.<br />

Schlagwörter:<br />

E-Learning, blended learning, CSCL, Community System, CommSy, Nachhaltigkeit<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich (seit 2007):<br />

Finck, M.: Usability-Engineering in der Open-Source-Softwareentwicklung - Perspektiven, Vorgehensweisen<br />

und Techniken, Sierke, Göttingen, 2007 (Dissertation).<br />

Janneck, Monique: Quadratische Kommunikation im Netz: Gruppeninteraktion und die Gestaltung von<br />

CSCL-Systemen. Eul, Lohmar, 2007 (Dissertation).<br />

2.10 Promotionsprojekte<br />

a) Analyse und Validierung agentenbasierter Simulationen mit Methoden des Process Mining<br />

Denz, Nicolas (geb. Knaak); Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2004<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die Analyse und Validierung agentenbasierter Simulationen ist eine schwierige Aufgabe, die in aktuellen<br />

Arbeiten vermehrt durch Techniken des Data Mining unterstützt wird. Diese automatisieren die Aggregation<br />

komplexer Simulationsdaten zu anschaulichen Metamodellen. Aufgrund der oft prozessorientierten


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Sichtweisen der agentenbasierten Simulation erscheinen Verfahren aus dem Process Mining besonders<br />

angemessen.<br />

In dieser Arbeit wird ein Rahmenwerk zur Unterstützung der agentenbasierten Simulation durch Techniken<br />

des Process Mining erarbeitet, welches die Dimensionen der Analyseperspektiven und Anwendungsfälle vereint<br />

und auf der Petrinetz-basierten Multiagenten-Systemarchitektur MULAN aufbaut. In Erweiterung existierender<br />

Techniken wird ein Ansatz zur Rekonstruktion von einfachen, hierarchischen und Multicast-Interaktionsprotokollen<br />

aus Nachrichten-Logs entwickelt. Darauf aufbauend kann die Analyse des Systemverhaltens<br />

durch die Generierung interpretierbarer Hypothesen der Abhängigkeiten zwischen Prozessen auf<br />

mehreren Ebenen unterstützt werden. Die Techniken werden als Teil einer Experimentierumgebung implementiert,<br />

welche die in Simulationsstudien auftretenden Prozesse in expliziter Form repräsentiert.<br />

Schlagwörter:<br />

Agentenbasierte Simulation; Agentenorientierter Softwareentwurf; Data-Mining; Process Mining;<br />

Validierung und Verifikation; Multiagentensysteme; Scientific Workflow.<br />

Publikationen aus dem Projekt (seit 2007):<br />

Simmendinger, F., Duvigneau, M., Cabac, L., Knaak, N.: Controlling OSGi Bundles with Petri Nets. In D.<br />

Moldt, F. Kordon, K. van Hee, J.-M. Colom, R. Bastide: Proceedings of the Workshop on Petri Nets and<br />

Software Engineering (PNSE'07), Publishing House of University of Podlaise, Siedlce (Poland), June 25-<br />

26, 2007, pp. 220-225.<br />

Cabac, L., Knaak, N.: Tools and Techniques for Process Mining in Petri Net-Based Agent Oriented Software<br />

Engineering. In D. Moldt, F. Kordon, K. van Hee, J.-M. Colom, R. Bastide: Proceedings of the Workshop<br />

on Petri Nets and Software Engineering (PNSE'07), Publishing House of University of Podlaise, Siedlce<br />

(Poland), June 25-26, 2007, pp. 7-21.<br />

b) Mustergesteuerte evolutionäre Layoutoptimierung<br />

Czogalla, Rainer; Page, Bernd, Prof. Dr. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 10/2004<br />

Projektbeschreibung:<br />

Modelle mit explizitem Raumbezug erzeugen komplexe Simulationsdaten. Außerdem wird das Verhalten der<br />

Modelle durch qualitative raum-zeitliche Muster charakterisiert, die in andere Phasen des Simulationszyklus<br />

einfließen müssen. Diese Probleme verlangen den Einsatz fortgeschrittener Analysetechniken, insbesondere<br />

für zeitkritische Prozesse. Da die verbreiteten Modelle auf Basis gleichmäßiger Gitter Folgen von<br />

Rasterbildern erzeugen, kann die Mustererkennung eine geeignete Methodik für die Analyse dieser<br />

Simulationsdaten bieten.<br />

Im Rahmen des Promotionsvorhabens wird ein allgemeines Systematisierungskonzept zum Einsatz der<br />

Mustererkennung für die Analyse räumlicher Simulationsdaten entwickelt. Auf dieser Basis sollen Verfahren<br />

aus der Mustererkennung für den Einsatz in der Simulationsdatenanalyse angepasst und in der Analysekomponente<br />

einer Eclipse-basierten Experimentierumgebung eingebettet werden. Außerdem erfolgt eine<br />

Evaluierung der entwickelten Konzepte und Werkzeuge anhand von Beispielanwendungen.<br />

Schlagwörter:<br />

Simulation raumbezogener Modelle; Simulationsdatenanalyse; Mustererkennung; maschinelles Sehen;<br />

Eclipse-basiertes Simulationssystem<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Czogalla, R., Knaak, N., Page, B.: Simulating the Eclipse Way: A Generic Experimentation Environment<br />

Based on the Eclipse Platform. In: Borutzki, W., Orsoni, A., Zobel, R.: Proceedings of the 20th European<br />

Conference on Modelling and Simulation (ECMS 2006), Bonn, 2006, S. 260-265.<br />

c) Agentenorientierte Analyse der Wechselwirkung von Organisation und IT<br />

Christ, Marcel; Rolf, Arno, Prof. Dr. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 04/2003<br />

15


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Projektbeschreibung:<br />

16<br />

Der Fokus des Promotionsvorhabens liegt auf der agentenorientierten Organisationsmodellierung. Es wird<br />

ein petrinetzbasiertes Multiagentensystem des AB TGI verwendet, dessen Vorteile in korrekten, ausführbaren<br />

und gleichzeitig grafischen Modellen liegen. Nicht nur informatische, sondern auch organisationstheoretische<br />

Anforderungen sollen berücksichtigt werden. Ziel des Projekts ist der Einsatz und die Diskussion agentenorientierter<br />

Techniken bei der Modellierung von Organisationen und der IT, die von diesen verwendet wird,<br />

sowie eine Analyse ihrer Wechselwirkungen.<br />

Schlagwörter:<br />

Multiagentensysteme; Petrinetze; Enterprise Modelling; Autonomic Computing; Organisationstheorien.<br />

Publikationen aus dem Projekt (seit 2007):<br />

keine<br />

d) Partizipatives Anforderungsmanagement in verteilten Projekten<br />

Gumm, Dorina; Rolf, Arno, Prof. Dr. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

bis 12/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Der Fokus dieses Promotionsvorhabens liegt einerseits darauf, Ansätze des Anforderungsmanagements (AM)<br />

und des Participatory Designs (PD) zu untersuchen und zugrunde liegende Annahmen und Perspektiven zu<br />

identifizieren; andererseits darauf, ausgewählte AM- und PD-Ansätze für verteilte Projektbedingungen (z.B.<br />

globale, vernetzte, Open Source Projekte) zu diskutieren. Ziel des Projektes ist es, die Wechselwirkungen<br />

zwischen den genannten software-technischen Gebieten und den Organisationsformen von Projekten zu verstehen<br />

und die gegenseitigen Abhängigkeiten darzustellen.<br />

Schlagwörter:<br />

Anforderungsmanagement; Requirements Engineering; Participatory Design; Organisation; verteilte<br />

Projekte.<br />

Publikationen aus dem Projekt (seit 2007):<br />

Die Publikation der Dissertation erfolgt 2009.<br />

e) Dynamic Interactive Virtual Environments<br />

Blom, Kristopher; Beckhaus, Steffi, Prof. Dr.-Ing. (Betreuerin)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2004<br />

Projektbeschreibung:<br />

This project aims to investigate methods to support the development<br />

of highly interactive and dynamic Virtual Environments. Current<br />

methods for creation of such environments involve intensive lowlevel<br />

coding and extensive specialized knowledge. The focus of this work is on finding and developing<br />

methods which more easily and better allow creation of such dynamic environments, with high levels of<br />

interactivity. A special focus of this work is on developing structures for time modeling in interactive<br />

environments, for example to ensure a consistent flow of a story, to create dramaturgical structures. Included<br />

in this work is development of an initial exploration of how interactivity with dynamics can be performed<br />

and development of methods for enable non-technical users to use such systems.<br />

Schlagwörter:<br />

Virtual Environments; Time Modelling.<br />

Publikationen aus dem Projekt (seit 2007):<br />

Blom, K., Beckhaus, S.: On the Creation of Dynamic, Interactive Virtual Environments. In Proceedings of<br />

the IEEE VR <strong>2008</strong> workshop "SEARIS - Software Engineering and Architectures for Interactive<br />

Systems." Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, pp. 57-60.<br />

Blom K., Beckhaus S.: Supporting the Creation of Dynamic, Interactive Virtual Environments. Proceedings


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

of the 2007 ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST 2007). ACM. North<br />

Beach, California, pp. 51-54.<br />

Blom K., Beckhaus S.: Functional Reactive Virtual Reality. In: Fröhlich, B., Blach, R., van Liere, R. (Eds.).<br />

Short Paper Proceedings of IPT-EGVE Symposium (2007), Weimar, 2007, pp. 295-302.<br />

Blom K., Beckhaus S.: Integrating Functional Reactive Programming in a High-Level VR Framework.<br />

Virtuelle und Erweiterte Realität, 4. Workshop der GI-Fachgruppe VR/AR. M. E. Latoschik, B. Fröhlich<br />

(Eds). Weimar, 2007, pp. 189-196.<br />

f) Qualitative Interactive Experiences<br />

Haringer, Matthias; Beckhaus, Steffi, Prof. Dr.-Ing. (Betreuerin)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die Fokussierung auf die Technik hat lange Zeit die ungezwungene Benutzung<br />

und die Akzeptanz virtueller Umgebungen behindert. Diese Arbeit soll helfen,<br />

sich stärker auf den Menschen zu beziehen und die Wirkung des Systems auf<br />

den Menschen qualitativ erfassbar zu machen. Dazu werden spezielle<br />

Methoden für virtuelle Umgebungen entworfen, die möglichst einheitliche,<br />

vordefinierte Reaktionen bei den Benutzern hervorrufen. Um dies zu<br />

bewerkstelligen, muss die Wirkung von Medien auf den Menschen nach<br />

aktuellem psychologischen Stand aufgearbeitet und mit den Möglichkeiten<br />

virtueller Umgebungen abgeglichen werden.<br />

Im Laufe der Arbeit soll eine virtuelle Beispielwelt entstehen deren Wirkung<br />

auf den Benutzer dynamisch verändert werden kann. Um die Wirkung dieser<br />

Umgebung und der einzelnen Effekte auf den Menschen untersuchen zu<br />

können und zu evaluieren, wird eine Benutzerstudie durchgeführt. Dabei<br />

werden nicht nur indirekte Informationen, wie Fragebögen während und nach<br />

der Interaktion, sondern auch unmittelbare biophysiologische Daten erhoben<br />

und evaluiert.<br />

Schlagwörter:<br />

Virtual Environments; Emotion recognition; Affective Computing; Bio Interfaces.<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Haringer, M. Beckhaus S.: Measurement integration and calibration for affect estimation. ACM SIGCHI<br />

Conference <strong>2008</strong> CHI'08 Workshop 'Measuring Affect in HCI: Going Beyond the Individual', Florenz,<br />

04/<strong>2008</strong>.<br />

Haringer, M., Beckhaus, S.: Framework for the measurement of affect in interactive experiences and games.<br />

Proceedings of ACM SIGCHI conference CHI'08 Workshop "Evaluating UX in Games", Florenz,<br />

04/<strong>2008</strong>.<br />

Haringer, M., Hotz, L., Kamp, V.: Two Stage Knowledge Discover for Spatio-temporal Radio-emission<br />

Data. In Proceedings of 18th European Conference on Artificial Intellegence (ECAI) <strong>2008</strong>. IOS Press.<br />

<strong>2008</strong>. pp. 673-677.<br />

g) Self-Organizing Transport Networks<br />

Göbel, Johannes; Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing. (Betreuer);<br />

Krzesinski, Anthony E., Prof. PhD (University of Stellenbosch,<br />

Zweitbetreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2007<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ziel der Arbeit ist die dezentrale Optimierung von Netzwerken<br />

(etwa: Wartezeitminimierung), in denen Entitäten entlang eines<br />

Graphen über unterschiedliche Routen von Knoten zu Knoten<br />

weitergeleitet werden, wobei sowohl die Knoten als auch die<br />

Kanten kapazitätsbeschränkt sind.<br />

17


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

18<br />

Ohne Abhängigkeit von einer zentralen Instanz soll ein Knoten (also etwa ein Router im Telekommunikationsnetzwerk,<br />

eine Ampelanlage im Stadtverkehr) mittels lokaler Regeln entscheiden können, in welcher<br />

Reihenfolge die Entitäten (IP-Pakete, Fahrzeuge) den Knoten passieren. Idealerweise würde das sich auf<br />

diese Weise selbst organisierende Netzwerk ähnlich effizient funktionieren wie bei Durchsetzung einer mit<br />

globalem Wissen ermittelten Lösung (z.B. eine zentral berechnete "grüne Welle"). Eine solche Lösung wäre<br />

skalierbar und robust.<br />

Schlagwörter:<br />

Transportnetzwerke; Selbst-Organisation; Dezentrale Optimierung; Lokale Regeln, Verkehrssimulation.<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

noch keine<br />

h) Förderung des interkulturelles Lernens durch Game Design gemeinsam mit Jugendlichen<br />

Göttel, Timo,; Oberquelle, Horst, Prof. Dr. (Betreuer);<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 10/ 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Jugendliche werden immer häufiger mit interkulturellen Problemsituationen konfrontiert, meist fällt es ihnen<br />

schwer diese richtig einzuordnen. Es wäre daher sinnvoll, solche Situationen gemeinsam mit Jugendlichen zu<br />

thematisieren. Oftmals fehlt es jedoch an der Möglichkeit, ihnen dies in ihrer eigenen Ausdrucksform zu ermöglichen.<br />

Die vorherrschenden Medien, die alle Jugendgruppen und Schichten gleichermaßen anzusprechen<br />

scheinen, sind Computerspiele. Es soll daher untersucht werden, ob es möglich ist, Jugendlichen<br />

durch Game Design eine Reflektion in ihrer eigenen Ausdrucksform anzubieten. Es werden Projekte mit<br />

Jugendlichen durchgeführt, die zum Ziel haben, Spielszenarien prototypisch zu entwickeln. Eine weitere<br />

Evaluation mit Jugendlichen soll sich dem Thema widmen, ob so Computerspiele entstehen, die sowohl Spaß<br />

machen, als auch interkulturelle Werte vermitteln. Es gibt nur wenige Beobachtungen darüber, wie<br />

Jugendliche mit Computern arbeiten und wie Computergestützte Gruppenarbeit von Jugendlichen zu<br />

realisieren ist. Es besteht die Hoffnung, dass durch das Herangehen, gemeinsam mit Jugendlichen<br />

Computerspiele zu entwickeln, Aussagen dazu getroffen werden können und geeignete Prototypen entstehen.<br />

Schlagwörter:<br />

Computergestütztes Lernen; Game Design; Partizipatives Design; Jugendgerechte Interaktion.<br />

Publikationen aus dem Projekt (seit 2007):<br />

Göttel, T.: ProBoNO: Transferring knowledge of virtual environments to real world situations. In<br />

Proceedings of the 6th international Conference on Interaction Design and Children (Aalborg, Denmark,<br />

June 06 - 08, 2007). IDC '07. ACM, New York, NY, 2007, pp. 81-88.<br />

i) Soziotechnische Innovationsmuster für Krankenhaus-IT<br />

Drews, Paul; Rolf, Arno, Prof. Dr. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Informationstechnik (IT) wird heute in vielen Bereichen von Krankenhäusern eingesetzt. Dafür werden<br />

fortlaufend neue Verfahren – wie derzeit beispielsweise die elektronische Gesundheitskarte – entwickelt und<br />

zur Anwendung gebracht. Für die Politik, die IT-Hersteller und die Krankenhäuser ist IT ein Instrument zur<br />

Erzielung von Qualitätsverbesserungen und Kostensenkungen.<br />

Im Rahmen des Promotionsvorhabens wird eine qualitativ-empirische Untersuchung der Innovationsprozesse<br />

für Krankenhaus-IT durchgeführt. Ziel ist es, soziotechnische Muster in diesen Prozessen zu identifizieren<br />

und zu beschreiben. Als theoretische Grundlage dienen neben dem Mikropolis-Modell Beiträge aus der<br />

interdisziplinären Innovationsforschung und der Techniksoziologie.<br />

Schlagwörter:<br />

Innovation; Mikropolis; Krankenhaus; eHealth; soziotechnische Perspektive


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Publikationen aus dem Projekt (seit 2007):<br />

Drews, P.: Software für die grüne Wiese - Ärger bei der Rekontextualisierung in eine gewachsene IT-Infrastruktur.<br />

In: Gumm et al. (Hrsg.): Mensch - Technik - Ärger? - Zur Beherrschbarkeit soziotechnischer<br />

Dynamik aus transdisziplinärer Sicht. LIT, Münster, <strong>2008</strong>, S. xx-yy.<br />

Drews, P.: IT-Strategie im Krankenhaus - Akteure, Leitbilder und Mikropolitik. VDM-Verlag, Saarbrücken,<br />

<strong>2008</strong>.<br />

Drews, P.: Konzept für einen transsektoralen Auftragsbroker als Komponente einer Telematik-Infrastruktur.<br />

In: INFORMATIK <strong>2008</strong> - Beherrschbare Systeme dank <strong>Informatik</strong>, <strong>2008</strong>, S. 71-76.<br />

Drews, P.: Kooperationsformen zwischen Anwendern in Innovationsprozessen für Krankenhausinformationssysteme.<br />

In: Meißner, K. und Engelien, M. (Hrsg.) Virtuelle Organisationen und Neue<br />

Medien <strong>2008</strong>, TUDPress, Dresden, <strong>2008</strong>, S. 375-385.<br />

Drews, P.: Consequences of ICT-innovations on division of labor in health care - A socio-technical analysis<br />

of telemedicine. In: Anderl, R., Arich-Gerz, B., Schmiede, R. (Eds.) Technologies of Globalization -<br />

International Conference Proceedings (<strong>2008</strong>) S. 156-169.<br />

Drews, P.: Open Innovation und Lead Users in der Telemedizin. In: Jäckel, A. (Hrsg.): Telemedizinführer<br />

Deutschland 2009, Minerva, <strong>2008</strong>, S. 318-322.<br />

Drews, P.; Wendt, S.: Ergebnisse eines Beratungsprojektes zur Vorbereitung auf die Einführung der<br />

elektronischen Gesundheitskarte in einem Krankenhaus, Beitrag zum Workshop eHealth, GI-Tagung<br />

2007. GI Proceedings 110, Band 2, Bonn, 2007, S. 437-443.<br />

j) Mimetische Software-Architekturen<br />

Koors, Arne; Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 07/2007<br />

Projektbeschreibung:<br />

Viele der uns umgebenden Systeme wirken zeitweise chaotisch, vom Verkehr über soziale Netzwerke bis hin<br />

zu Finanzmärkten. Während der chaotischen Phasen dieser Systeme erscheinen Prognosen kaum möglich,<br />

doch auch die nicht-chaotischen Systemphasen sind häufig nicht formal beschreibbar, da die<br />

Systemstrukturen transformieren oder externer Rekonfiguration unterliegen.<br />

Es wird untersucht, inwieweit Algorithmen unter Übertragung der Konzepte Mimesis (Philosophie) bzw.<br />

Mimikry (Biologie) adäquates Verhalten in zeitweise chaotischen Systemen zu zeigen vermögen, ohne über<br />

eine formale Systemrepräsentation zu verfügen. Ansatz hierfür ist, das zu beobachtende oder simulierte<br />

Handeln anderer Akteure bzw. Algorithmen zu bewerten und das eigene Vorgehen hieran dynamisch zu<br />

orientieren. Durch mehrschichtigen Aufbau und integrierte Simulatoren lässt sich so eine hierarchische<br />

Softwarearchitektur entwickeln, die u.a. bewusst die Versagensmöglichkeit ihrer eigenen Komponenten<br />

berücksichtigt.<br />

Anhand der Anwendungsdomäne Finanzmärkte sollen Gangbarkeit und Zusatznutzen des Konzeptes im<br />

Vergleich zu bisherigen Herangehensweisen aus KI, Robotik und Echtzeitsystemen evaluiert werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Chaotische Systeme, Software-Architektur, Mimesis, In-the-loop Simulation, Finanzmarkt-Handelssysteme<br />

zugehörige Publikationen aus dem Projekt:<br />

noch keine<br />

k) Geschäftsprozessmodellierung von klinischen Behandlungspfaden und deren Simulation im<br />

Krankenhaus<br />

Andonova, Milena; Page, Bernd, Prof. Dr. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 04/2007<br />

Projektbeschreibung:
<br />

Die IT-Unterstützung gewinnt für die Krankenhäuser im Deutschland in den vergangenen Jahren zunehmend<br />

an Bedeutung. Hauptursachen dafür hängen mit dem Wegfall des Selbstkostendeckungsprinzips und der<br />

zunehmenden Vergreisung der Bevölkerung zusammen. Mit der Einführung der Fallpauschalen in<br />

19


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

20<br />

Verbindung mit Diagnosis Related Groups (DRG), erhöht sich der wirtschaftliche Druck auf die<br />

Krankenhäuser. Um dem Abbau von Krankenhausbetten oder Schließungen entgegen zu wirken, werden<br />

neue Techniken wie elektronische Gesundheitskarte (eGK), Krankenhausinformationssysteme (KIS) und die<br />

Implementierung von klinischen Behandlungspfaden entwickelt um eine Selbstregulierung zu ermöglichen.<br />

Klinische Behandlungspfade werden traditionell eher von der medizinischen Seite betrachtet. Die<br />

Einbindung in organisatorische Strukturen wurde bisher nicht vorgenommen. Durch die Nutzung der<br />

Geschäftsprozessmodellierung soll neue Sicht auf die Organisation Krankenhaus geschaffen werden. Die<br />

prozessbasierte Modellierung und anschließende Simulation der klinischen Behandlungspfade kann die<br />

Beherrschbarkeit des Systems Krankenhaus, das über die reine medizinische Sicht hinausgeht, steigern,<br />

sowie sich als ein Fortbildungs-, Steuerungs- und Qualitätssicherungs-Instrument für Krankenhäuser<br />

profilieren.<br />

Schlagwörter:<br />

Klinische Behandlungspfade, Geschäftsprozessmodellierung, Business Process Modelling, Simulation von<br />

Krankenhäusern, Krankenhausinformationssystem<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Andonova, M.: Geschäftsprozessmodellierung klinischer Behandlungspfade und ihre Simulation. In:<br />

Schulze, T. (Hrsg.): Simulation and Visualization <strong>2008</strong> – Band II, SCS Publishing House, Magdeburg,<br />

<strong>2008</strong>, S. 19 – 27.<br />

l) Komponentenbasierte Modellierung und Simulation Lernfähiger Agenten<br />

Kruse, Sven; Page, Bernd, Prof. Dr. (Betreuer)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 01/2007<br />

Projektbeschreibung:
<br />

Multiagenten-basierte Simulation hat sich in den vergangenen Jahren erfolgreich als eigenständiges<br />

Simulationsparadigma etabliert. Der Entwickler besitzt mit der Agenten-Metapher eine neue Sichtweise auf<br />

eigenständig agierende Akteure. Dabei wird dem Agent meistens die Fähigkeit zum Lernen abgesprochen.<br />

Betrachtet man aber die neueren Erkenntnisse aus den zugehörigen Fachgebieten der zu simulierenden<br />

Systeme, muss dies als ungerechtfertigt zurückgewiesen werden.<br />

In der <strong>Informatik</strong> werden Lernfähigkeitsansätze in erster Linie im Bereich des Maschinellen Lernens (als<br />

Spezialität der Künstlichen Intelligenz) untersucht. Im Rahmen des Dissertationsvorhabens soll geprüft<br />

werden, wie und unter welchen Voraussetzungen die dort entwickelten Modelle, Theoreme und Algorithmen<br />

für die Übertragung in die Simulation geeignet sind, bzw. welche Anpassungen und Ergänzungen<br />

vorgenommen werden müssen. Zudem wird eine Einbettung in den Modellentwicklungszyklus von<br />

Simulationen vorgeschlagen und die Notwendigkeit und geeignete Techniken zur Validierung von Modellen<br />

mit lernenden Agenten vorgestellt. Als Schwerpunkt soll ein komponenten-basiertes Framework zur<br />

Modellierung und Validierung von Lernfähigkeitsansätzen entwickelt werden, das es dem Entwickler<br />

ermöglichen soll, bereits bestehende Simulationsmodelle zu erweitern.<br />

Schlagwörter:<br />

Multiagenten-basierte Simulation, lernfähiger Agenten, Validierung, komponenten-basierte Entwicklung,<br />

Maschinelles Lernen, Modellentwicklungszyklus<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Kruse, S.: Vergleich von Multiagentenbasierter Simulation und Reinforcement Learning. In: Schulze, T.<br />

(Hrsg.): Simulation and Visualization <strong>2008</strong> – Band II, SCS Publishing House, Magdeburg, <strong>2008</strong>, S. 11 –<br />

18.


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.11 Kooperationsprojekt „PLUGIN.NET: Komponentenorientierte Architektur für Stoffstrommodellierungswerkzeuge“<br />

Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing.; Busse, Torsten; Denz, Nocolas (geb. Knaack)<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

Von 2/2007 bis 6/<strong>2008</strong>.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Gegenstand des Gesamtprojektes war die Konzeption und Realisierung eines Plugin-Frameworks für<br />

Softwarewerkzeuge zur Modellierung mit Stoffstromnetzen, die eine flexiible Zusammenstellung spezieller<br />

Modellierungswerkzeuge aus vorgefertigten bausteinartigen Komponenten (als Plugins realisiert) unterstützt<br />

und somit die problemlose Erweiterung der Modellierungssoftware um neue Funktionaliäten erlaubt. Über<br />

eine komplette Modularisierung der Softwarewerkzeuge werden eine passgenaue Funktionalität, anpassbare<br />

Benutzungsoberflächen und einfache Erweiterbarkeit mit geringerem Aufwand erreicht. Das Projekt<br />

PLUGIN.NET ist ein Kooperationsvorhaben zwischen dem Department <strong>Informatik</strong>, der FHTW Berlin sowie<br />

dem auf Stoffstrommanagement spezialisierten Softwareunternehmen ifu <strong>Hamburg</strong> GmbH. Das Arbeitspaket<br />

des universitären Teilprojekts umfasste die Entwicklung einer Fachsprache für die Stoffstromanalyse sowie<br />

einer Datenbankpersistenz-Schicht. Die schnittstellenbasierte Fachsprache sollte die Basis für die<br />

anwendungsspezifische Zusammenarbeit von Plugins aus dem Bereich Stoffstromanalyse schaffen, die aus<br />

den beiden wichtigen Komponenten „Umsetzung von Begriffen in Schnittstellen“ und „Festlegen von Regeln<br />

für korrekte Interaktionen“ besteht. Die Persistenzschicht dient der Bereitstellung und Verwaltung von<br />

persistenten Objekten für beliebige Plugins. Die Herausforderungen für die Persistenzschicht liegen darin,<br />

dass die zu persistierende Daten zunächst unbekannt sind, eine variable Erweiterbarkeit des Datenmodells<br />

notwendig ist, die Versionsabhängigkeit persistenter Daten gefordert ist, sowie Transaktionen über mehrere<br />

Plugins hinweg zulässig sein müssen.<br />

Schlagwörter:<br />

Stoffstromanalyse; Softwarearchitektur, Framework, Plugin, Softwarekomponenten, Persistenz<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber: Innovationsstiftung <strong>Hamburg</strong> aus Mitteln der EU<br />

Laufzeit der Förderung: 02/2007 – 6/<strong>2008</strong><br />

Gesamtmittel: Euro 95.300.-<br />

Personalmittel: 1 1/2 BAT IIa<br />

Sachmittel: Euro 1000.-<br />

2.12 Technologietransfer-Projekt „Simulationsstudien und Stoffstromanalyse im Bereich Produktion und<br />

Logistik unter Einsatz des Stoffstromsimulators Milan in der Halbleiterindustrie“<br />

Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing.; Wohlgemuth, Volker, Prof. Dr. (FHTW Berlin)<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

Von 4/2005 bis 2/<strong>2008</strong>.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Gegenstand des Technologietransferprojekts war die Durchführung von Simulationsstudien und Stoffstromanalysen<br />

bei dem Halbleiterhersteller Vishay zu verschiedenen Fragestellungen aus dem Bereich Produktion<br />

und Logistik unter Einsatz des Stoffstromsimulators Milan. Es wurden entscheidungsrelevante<br />

Datenanalysen, Stoffstromanalysen, Modellrechnungen, Simulationsergebnisse sowie operationale Simulationsprogramme<br />

erarbeitet. Dabei wurden schrittweise die Einzelbereiche der Halbleiterherstellung<br />

modelliert Dabei ging es um die Ermittlung von Engpässen, Bestimmung des maximalen Durchsatzes bei<br />

unterschiedlichem Produktmix; Datenerfassung und –aufbereitung; und Kapazitätsbedarfsanalysen. Aufgaben<br />

der Stoffstromanalyse wurden in der Abschlussphase ebenfalls aufgenommen. Erst in der Kombination<br />

der betrieblich-organisatorischen, auftragsbezogenen Simulation mit der materialbezogenen Stoffstromanalyse<br />

unter Ökoefizienzaspekten lässt sich das volle Potenzial des Stoffstromsimulators ausschöpfen. Ziel<br />

des Projektes war auch die Weiterentwicklung des Stoffstromsimulators anhand konkreter Einsatzszenarien.<br />

21


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Schlagwörter:<br />

22<br />

Logistik-Simulation; Produktionssimulation; Diskrete Simulation; Simulationssoftware; Stoffstrommanagement;<br />

Umweltinformatik; Chipproduktion.<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber: Vishay Siliconix Itzehoe GmbH (über HITeC e.V.)<br />

Laufzeit der Förderung: 4/2005 bis 2/<strong>2008</strong><br />

Gesamtmittel: Euro 103.500.-<br />

2.13 ICT ENSURE –European ICT Environmental Sustainability Research Network:<br />

Page, Bernd, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

Von <strong>2008</strong> bis 2010.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Mitarbeit in einer Support Action der EU zum Aufbau eines europaweiten Netzwerks Ökologische ICT<br />

Nachhaltigkeitsforschung. Aufgabe ist die Erweiterung des Netzwerks der Umweltinformatikforschung auf<br />

europäischer Ebene. Projektkoordinatoren sind das Know Center, Graz, die Internationale Gesellschaft für<br />

Umweltschutz, Wien und das FZ Karlsruhe. Aufgaben sind die Ausarbeitung von Strategien für neue Forschungsrichtungen<br />

und Netzwerkkommunikationswege. Es werden ausgewählte wissenschaftliche Themenfelder<br />

im Rahmen der aktuellen Umweltik- bzw. Nachhaltigkeitsforschung, deren Anwendungen und der<br />

Ausbildung von Experten bzgl. der Relevanz eines ICT-Einsatzes analysiert. Darüber hinaus wird ein Webbasiertes<br />

ICT- Nachhaltigkeitsforschungs-Informationssystem entwickelt.<br />

ICT-ENSURE soll einen Beitrag zu einem Single Information Space in Europe for the Environment (SISE)<br />

leisten.<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber: EU/ Internationale Gesellschaft für Umweltschutz, Wien (über HITeC)<br />

Laufzeit der Förderung: <strong>2008</strong>-2010<br />

Gesamtmittel: Euro ca. 10.000.- (Anteil Department <strong>Informatik</strong> )<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Beckhaus, S., Döring, T., Schröder-Kroll, R.: . In: Siebenundzwanzig Bremer Netzkunstaffairen, Alsleben<br />

und Antke Eske (Hg.), edition kuecocokue, <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong>, S. 38-39, 93-95.<br />

Beckhaus, S., Schröder-Kroll, R., Berghoff, M.: Back to the sandbox - Playful Interaction with Granules<br />

Landscapes. ACM Conference on Tangible and Embedded Interaction <strong>2008</strong> (TEI'08). Bonn, <strong>2008</strong>, pp.<br />

141-144.<br />

Beckhaus, S., Schröder-Kroll, R., Döring, T., Juckel, T.: SoundVision — Ton zu Bild und Bild zu Ton, eine<br />

vernetzte Konversation. In: Lucke, U., Kindsmüller, M.C., Fischer, S., Herczeg, M., Seehusen, S. (Hrsg.).<br />

Workshop Proceedings der Tagungen Mensch & Computer <strong>2008</strong>, DeLFI <strong>2008</strong> und Cognitive Design<br />

<strong>2008</strong>. Logos, Berlin, <strong>2008</strong>, S. 120-123.<br />

Blom, K., Beckhaus, S.: On the Creation of Dynamic, Interactive Virtual Environments. In Proceedings of<br />

the IEEE VR <strong>2008</strong> workshop "SEARIS - Software Engineering and Architectures for Interactive<br />

Systems." Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, pp. 57-60.<br />

Busse, T., Denz, N., Page, B.: A PluginBased Framework for Domain Models and Persistence in<br />

Environmental Management Information Systems. In: Möller, A., Page, B., Schreiber, M. (Eds.):<br />

Environmental Informatics and Industrial Ecology. Proc. 22nd International Conference on Informatics<br />

for Environmental Protection – enviroinfo <strong>2008</strong>. Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, pp. 593-602.<br />

Döring, T., Beckhaus, S.: Bildmotive be-greifen – Die Verwendung von Bildkarten als Arbeitsmittel in<br />

kunsthistorischer Forschung und Lehre. In: Lucke, U., Kindsmüller, M.C., Fischer, S., Herczeg, M.,<br />

Seehusen, S. (Hrsg.). Workshop Proceedings der Tagungen Mensch & Computer <strong>2008</strong>, DeLFI <strong>2008</strong> und<br />

Cognitive Design <strong>2008</strong>. Logos, Berlin, <strong>2008</strong>, S. 19-21.<br />

Döring, T.: Gestaltung eines papierbasierten Tangible Interface zur Unterstützung kunsthistorischer<br />

Arbeitstechniken. In: Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> (Hrsg.), <strong>Informatik</strong>tage <strong>2008</strong>. Fachwissenschaftlicher<br />

<strong>Informatik</strong>-Kongress, Gesellschaft für <strong>Informatik</strong>, Bonn, S. 119-122.


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Gumm, D., Janneck, M., Langer, R., Simon E.J. (Hg.) Mensch - Technik – Ärger? Zur Beherrschbarkeit<br />

soziotechnischer Dynamik aus transdisziplinärer Sicht. LIT, Münster, Reihe: Arbeitsgestaltung -<br />

Technikbewertung – Zukunft Bd. 19, <strong>2008</strong><br />

Haringer, M., Hotz, L., Kamp, V.: Two Stage Knowledge Discover for Spatio-temporal Radio-emission<br />

Data. In Proceedings of 18th European Conference on Artificial Intellegence (ECAI) <strong>2008</strong>. IOS Press,<br />

<strong>2008</strong>, pp. 673-677.<br />

Haringer, M., Beckhaus, S.: Measurement integration and calibration for affect estimation. ACM SIGCHI<br />

Conference <strong>2008</strong> CHI'08 Workshop 'Measuring Affect in HCI: Going Beyond the Individual', Florenz,<br />

04/<strong>2008</strong>.<br />

Haringer, M., Beckhaus, S.: Framework for the measurement of affect in interactive experiences and games.<br />

Proceedings of ACM SIGCHI conference CHI'08 Workshop "Evaluating UX in Games", Florenz,<br />

04/<strong>2008</strong>.<br />

Hess, H., Wischweh, J., Albrecht, K., Blom, K., Beckhaus, S.: ACTIF: An Interactor Centric Interaction<br />

Framework. In: Proceedings of the ACM conference on Virtual Reality Software and Technology<br />

(VRST) <strong>2008</strong>. ACM Press, New York, <strong>2008</strong>, pp. 39-42.<br />

Kruse, S.: Vergleich von Multiagentenbasierter Simulation und Reinforcement Learning. In: Schulze, T.<br />

(Hrsg.): Simulation and Visualization <strong>2008</strong> – Band II. SCS Publishing House, Magdeburg, <strong>2008</strong>, S. 11 –<br />

18.<br />

Oberquelle, H.: Benutzergerechte MCI in einer dynamischen Welt - Eine Gestaltungsaufgabe. In: Hellige,<br />

H.D. (Hrsg.). Mensch-Computer-Interface. Zur Geschichte und Zukunft der Computerbedienung.<br />

transcript, Bielefeld, <strong>2008</strong>, S. 157-172.<br />

Oberquelle, H., Beckmann, O.: Beckmann's Studio Computers Specified for Early Computer Art. IEEE Annals<br />

of the History of Computing, Vol. 30, 3, <strong>2008</strong>, pp. 20-31.<br />

Page., B., Wohlgemuth, V., Raspe, M: Material Flow Analysis for Eco-Efficiency with Material Flow<br />

Networks – Concepts and Case Study. In: Miquel Sànchez-Marrè et. al. (Eds.), Proceedings of the iEMSs<br />

Fourth Biennial Meeting: International Congress on Environmental Modelling and Software (iEMSs<br />

<strong>2008</strong>). International Environmental Modelling and Software Society, Barcelona, Catalonia, July <strong>2008</strong>.<br />

CD-ROM, pp. 1620-1627.<br />

Schmitz,, C. Page, B., Rolf, A.: Entwurf eines Assistentensystems für den CO2-Emissionshandel,<br />

in Wohlgemuth, V. (Hrsg.): Konzepte, Anwendungen, Realisierungen und Entwicklungstendenzen<br />

betrieblicher Umweltinformationssysteme (BUIS), Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, S. 129-150.<br />

Schröder-Kroll, R., Blom, K., Beckhaus, S.: Interaction Techniques for Dynamic Virtual Environments. In:<br />

Proceedings of the 5. Workshop Virtuelle und Erweiterte Realität (VR/AR) der GI Fachgruppe VR/AR,<br />

Shaker, Aachen, <strong>2008</strong>, pp.57-68.<br />

Möller, A., B. Page. M. Schreiber (Eds.): Environmental Informatics and Industrial Ecology. Proc. 22nd<br />

International Conference on Informatics for Environmental Protection – enviroinfo <strong>2008</strong>. Lüneburg<br />

September 10-12 th <strong>2008</strong>. Shaker, Aachen.<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Beckhaus, S.: „Chair and Shape-based Interaction“. Dagstuhl Seminar on Virtual Realities. Schloss<br />

Dagstuhl, 3.6.<strong>2008</strong><br />

Beckhaus, S.: „Von Flughockern und Sandkisten – Spielesteuerung mal anders", Eingeladener Vortrag<br />

bei der Ringvorlesung "Gamestechnologie und -theorie" an der HAW, <strong>Hamburg</strong>, 25.11.<strong>2008</strong>.<br />

Beckhaus, S.: „Zwischen Real und Digital: Innovative Schnittstellen in den elektronischen Raum."<br />

Eingeladener Vortrag bei den Klangwerktagen´08, Kampnagel, <strong>Hamburg</strong>. 27.11.<strong>2008</strong>.<br />

Oberquelle, H.: „50 Jahre IT in der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> - Von Menschen und Maschinen, die früh die<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> verändert haben.”, <strong>Hamburg</strong>, 1.11.<strong>2008</strong>. Veröffentlicht als Mitteilung Nr. 341,<br />

FBI-HH-M-341/08, <strong>2008</strong>, 56 S.<br />

Page, B.: Vision: Model Application Service Provider. Invited Presentation at EU-Experts Consultation<br />

Worksho “Towards a Single Information Space for the Environment in Europe”, organised by the<br />

European Commission - Information Society and Media, Directorate-General, ICT for Sustainable<br />

Growth (Research on ICT for the Environment), Brüssel, 15. 2.<strong>2008</strong>.<br />

Rolf, A.: Wissen, wie alles zusammenhängt. Ringvorlesung, <strong>Fachbereich</strong> Erziehungswissenschaft,<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 30.01.<strong>2008</strong><br />

Rolf, A.: Über Schwarmintelligenz und Bangalore-Butler - Orientierungswissen für <strong>Informatik</strong>er, oder:<br />

Wissen, wie alles zusammenhängt. German Chapter of the ACM Kolloquium „IT im Überfluss“,<br />

10.10.<strong>2008</strong>, Böblingen<br />

23


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

24<br />

Beckhaus, Steffi:<br />

Mitgründerin des GI-Arbeitskreises Computerspiele<br />

Fachexpertin in der GI-Fachgruppe „Virtuelle Realität und Augmented Reality“ (VR&AR)<br />

Drews, Paul:<br />

Mitglied in der Projektgruppe "Elektronische Gesundheitskarte und Heilberufsausweis (eGK und HBA)"<br />

der Deutschen Gesellschaft für Medizinische <strong>Informatik</strong>, Biometrie und Epidemiologie e.V.<br />

Oberquelle, Horst:<br />

Stellv. Sprecher des GI-FB "Mensch-Computer-Interaktion"<br />

Deutscher Vertreter in IFIP TC13 "Human-Computer Interaction"<br />

Mit-Herausgeber der Zeitschrift "icom - Zeitschrift für interaktive und kooperative Medien" im<br />

Oldenbourg-Verlag, München<br />

Page, Bernd:<br />

Mitglied im Editorial Board der Zeitschrift „Environmental Modelling and Software“<br />

Mitglied des Leitungsgremiums des GI-Fachausschusses Umweltinformatik - <strong>Informatik</strong> für Umweltschutz,<br />

Nachhaltige Entwicklung und Risikomanagement (Wiederwahl für weitere 4 Jahre in <strong>2008</strong>)<br />

Rolf, Arno:<br />

Gutachter Akkreditierungsagentur AQAS<br />

Mitglied im Beirat FifF<br />

Korrespondierendes Mitglied der Grünen Akademie der Heinrich-Böll-Stiftung<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Beckhaus, Steffi:<br />

Mitglied des Bibliotheksausschusses<br />

Drews, Paul:<br />

IKT-Ausschuss seit 08/<strong>2008</strong><br />

Gemeinsamer Ausschuss Wirtschaftsinformatik, ständiger Gast/Berater seit 08/<strong>2008</strong><br />

Oberquelle, Horst:<br />

Mitglied im Vorstand des Department <strong>Informatik</strong><br />

Vorsitz Wirtschaftsausschuss<br />

Vorsitz Studiengebührenkommission<br />

Prüfungsausschuss <strong>Informatik</strong> (Stellv.)<br />

Gemeinsame Kommission <strong>Informatik</strong>/Psychologie<br />

Page, Bernd:<br />

Beauftragter für das Nebenfach- und Wahlfachstudium des Departments <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied in der Studienkommission des Departments <strong>Informatik</strong><br />

Externes Mitglied in der Berufungskommission Theoretische Ozeanographie an der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Vorstandsmitglied des HiTeC e.V. am <strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>;<br />

Stellvertretendes Mitglied im Ausschuss für die Nachwuchsförderung des Departments <strong>Informatik</strong><br />

Schwabl-Möhlmann, Angela:<br />

Gleichstellungsbeauftragte des Departments <strong>Informatik</strong><br />

Stellv. Mitglied im Akademischen Senat der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Mitglied des Ausschusses für Lehre und Studium des Akademischen Senats<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Beckhaus, Steffi:<br />

Gutachterin für die EU im FET Programm,<br />

Mitglied im Programmkomitee IEEE Konferenz on Virtual Reality,<br />

Gutachterin für die Konferenz ACM Virtual Reality Software and Technology (VRST),<br />

Gutachterin für das IEEE/ACM International Symposium on Augmented and Mixed Reality (ISMAR),<br />

Gutachterin für die Konferenz Eurographics, Gutachterin für die Konferenz ACM CHI,<br />

Gutachterin für die Konferenz Intetain,<br />

Gutachterin für den WS Pervasive Expression der Konferenz Pervasive,<br />

Gutachterin für den WS ICMI der Konferenz Mensch&Computer,<br />

Gutachterin für das Journal IEEE Intelligent Systems,<br />

Gutachterin für das Journal IEEE Virtual Reality<br />

Blom, Kristopher:<br />

Gutachter für die Konferenz ACM Virtual Reality Software and Technology (VRST),<br />

Gutachter für CGEMS (Computer Graphic Educational Materials),


AB Angewandte und sozialorientierte <strong>Informatik</strong> ASI – AGIS<br />

Gutachter für die Konferenz Symposium on 3D User Interfaces,<br />

Gutachter für die Konferenz Eurographics Virtual Environments (EGVE),<br />

Programmkomitee des International Symposium on Visual Computing<br />

Oberquelle, Horst:<br />

Mitglied des Programmkomitees der 8. fachübergreifenden Konferenz "Mensch & Computer <strong>2008</strong>"<br />

Mitglied des Programmkomitees der 9. fachübergreifenden Konferenz "Mensch & Computer 2009"<br />

Gutachter in Berufungsverfahren der Uni Stuttgart und der Uni Zürich<br />

Page, Bernd:<br />

Mitglied im Programmkomitee 22th International Conference “Informatics for Environmental<br />

Protection”, EnviroInfo <strong>2008</strong>, Lüneburg, September <strong>2008</strong>,<br />

Regelmäßige Begutachtungen für das internationale Journal „Environmental Modelling and Software“<br />

Rolf, Arno:<br />

Mitglied im Programmkomitee: Gemeinschaft in Neuen Medien, Dresden <strong>2008</strong><br />

Gutacher in einem Habilitationsverfahren an der <strong>Universität</strong> Lüneburg<br />

Konferenzorganisation<br />

Beckhaus, Steffi:<br />

Organisatorin des Workshops Innovative Computerbasierte Musikinterfaces (ICMI) auf der Mensch &<br />

Computer <strong>2008</strong>, Lübeck<br />

Page, Bernd:<br />

Mitglied im Organisationskomitee 22th International Conference “Informatics for Environmental<br />

Protection”, EnviroInfo <strong>2008</strong>, Lüneburg, September <strong>2008</strong><br />

Sonstige Aktivitäten<br />

Oberquelle, Horst:<br />

Stellvertretender Vorsitzender <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum e.V. (HIForum) (Alumni-Verein)<br />

Page, Bernd:<br />

Durchführung extern finanzierter Technologietransfer-Projekte mit industriellen Partnern über HITeC<br />

(zuletzt Vishay Siliconix Itzehoe GmbH )<br />

Presse<br />

Rolf, Arno<br />

Wo bleiben die <strong>Informatik</strong>-Studenten? In: <strong>Hamburg</strong>er Abendblatt, 10.03.<strong>2008</strong>.<br />

Vielfältig und praxisnah. In: <strong>Hamburg</strong>er Abendblatt, 10.03.<strong>2008</strong>, Interview.<br />

Preise und Ehrungen<br />

Bernd Page<br />

Ernennung zum Fellow der International Environmental Modelling and Software Society (IEMSs)<br />

anlässlich der Jahrestagung am 7.7.<strong>2008</strong> in Barcelona.<br />

Tanja Döring<br />

Best Paper Preis bei den <strong>Informatik</strong>tagen <strong>2008</strong> der Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> e.V. für Ihren Beitrag<br />

mit dem Titel „Gestaltung eines papierbasierten Tangible Interface zur Unterstützung kunsthistorischer<br />

Arbeitstechniken“<br />

25


AGIS – ASI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong>– <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

26


AG Informationstechnikgestaltung und Genderperspektive ITG - AGIS<br />

Arbeitsgruppe<br />

Informationstechnikgestaltung und Genderperspektive (ITG)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus D, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2413, Fax: +49 40 428 83-2303<br />

http://agis-www.informatik.uni-hamburg.de/itg/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Ingrid Schirmer<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inform. Britta Linnemann (bis 2/<strong>2008</strong>)<br />

Dipl.-Inform. Detlef Rick<br />

Dipl. Wirt.-Inf. Karsten Zimmermann<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Gäste:<br />

Susan Rice, Fremdspr. Angest.; Dipl.-Inform. Uwe Zimmer, Systemadministrator<br />

Prof. Dr. Florian Matthes, TU München, 26.05.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Dr. h.c. Ernst Theodor Rietschel, Präsident der Leibniz-Gemeinschaft Bonn, Berlin, 08.12.<strong>2008</strong><br />

Allgemeiner Überblick<br />

Die Arbeitsgruppe besitzt zwei Schwerpunkte. Der erste widmet sich Genderaspekten bei der Informationstechnikgestaltung<br />

und der Aneignung informatischen Wissens. Der zweite befasst sich mit verzahnter<br />

Software- und Organisationsentwicklung bei der Entwicklung und Einführung von Informationssystemen in<br />

Unternehmen und bei Aufgaben der IT-Governance.<br />

Der Schwerpunkt Genderperspektive der Arbeitsgruppe ITG untersucht zum einen das gängige Bild der<br />

<strong>Informatik</strong>, seine Entstehung und Reproduktion sowie seine Auswirkungen auf die Studien- und Berufswahl<br />

junger Frauen und Männer, zum anderen genderbezogene Auswirkungen von Design-Entscheidungen bei der<br />

Entwicklung von <strong>Informatik</strong>produkten. Eine wesentliche Aktivität im Bereich Genderperspektive war in<br />

diesem Jahr die Durchführung von Fortbildungen für <strong>Informatik</strong>lehrerinnen und -lehrer zu Unterrichtseinheiten,<br />

welche bei ITG entwickelt und inzwischen in verschiedenen Kontexten wie Schulprojektwochen in<br />

der Sekundarstufe I, Girls’ Day und Schnupperstudium erprobt worden sind.<br />

Der Schwerpunkt Software- und Organisationsentwicklung betont die Kommunikation zwischen<br />

<strong>Fachbereich</strong>en und IT sowohl im Rahmen von Entwicklungs- und Einführungsprojekten von<br />

Anwendungssystemen als auch von IT-Governance-Aufgaben. Hierzu stellen wir Modellierungsansätze<br />

bereit, die in erweiterten Vorgehensmodellen mit neu einzuführenden Prozessen eingesetzt werden.<br />

Im Bereich Systementwicklung konzentriert sich Arbeit auf geeignete Ansätze zur<br />

Kooperationsmodellierung. Die übliche Anforderungsanalyse ist hierbei durch Anforderungsdesign zu<br />

ersetzen, das nur gemeinsam, d.h. zwischen Vertretern der Fachlichkeit und der <strong>Informatik</strong>, erfolgen kann.<br />

Hierbei sind in explizit zu machenden Designschritten Alternativen zu kommunizieren, um Entscheidungen<br />

vorzubereiten.<br />

Im Bereich IT-Governance liegt der Schwerpunkt auf dem IT-Projektportfoliomanagement (PPM), das als<br />

Umsetzungsinstrument der IT-Strategie zentrale Bedeutung erlangt. Entscheidend ist ein architekturbasiertes<br />

PPM, bei dem die inhaltlichen Abhängigkeiten zwischen Projekten in den Zuschnitt des Portfolios und der<br />

Projekte einbezogen und Bearbeitungszustände transparent gemacht werden. Hierzu verfolgen wir<br />

Visualisierungsansätze im Sinne der Softwarekartographie. Unser Ansatz bietet Modellierungen des<br />

Portfolios auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen und Kartengründen. Diese werden in Zusammenarbeit<br />

mit Unternehmen entwickelt.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Gemäß der Ausrichtungen der Arbeitsgruppe befassen sich aktuelle und zukünftige Forschungsthemen mit<br />

27


AGIS - ITG <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

28<br />

• der Erhöhung des Frauenanteils an den <strong>Informatik</strong>studierenden,<br />

• informatischer Bildung in allgemeinbildenden Schulen und in der Hochschule,<br />

• dem Bild und dem Selbstbild der <strong>Informatik</strong>,<br />

• umfassenden Vorgehensweisen und Methoden zur verzahnten Software- und Organisationsentwicklung,<br />

• IT- und Projektportfolio-Management in Unternehmen.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• Otto GmbH & Co KG, 22172 <strong>Hamburg</strong><br />

• Steria Mummert Consulting AG, 22085 <strong>Hamburg</strong><br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• University of St Andrews, School of Computer Science, St Andrews, UK<br />

Ausstattung<br />

Die Arbeitsgruppe verfügt über fünf mobile Arbeitsplätze, einen weiteren Arbeitsplatzrechner, eine<br />

Videokamera inklusive Zubehör. Darüber hinaus nutzt sie das einrichtungsübergreifende AGIS-Labor.<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1 Umfassender Ansatz zur verzahnten Software- und Organisationsentwicklung<br />

Schirmer, Ingrid, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 4/2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Zentrales Thema des Projektes ist die Entwicklung eines umfassenden Ansatzes zur verzahnten Software-<br />

und Organisationsentwicklung. Entgegen einer Forschungslandschaft, die eine Vielzahl spezialisierter<br />

Ergebnisse bereitstellt, soll ein umfassender Ansatz erarbeitet werden, der Resultate unterschiedlicher<br />

Forschungszweige verbinden lässt. Die Entwicklung orientiert sich an praxisnahen Fragestellungen wie der<br />

Auswahl geeigneter Methoden und Technologien, der Integration technischer und nichttechnischer Aufgaben<br />

sowie der erweiterten Überbrückungsleistung im Design. Forschungsthemen befassen sich mit einer<br />

Fundierung umfassender Ansätze durch Zugrundelegen eines posthumanistischen Wissenschaftsverständnisses,<br />

das geeignet ist, harte und weiche Ansätze unterschiedlicher Disziplinen zu verbinden, mit<br />

einer anwendungsbezogenen Musterbildung als Ausgangspunkt für die Systementwicklung und mit<br />

Vorgehensweisen und Methoden zur Anleitung des erweiterten Designwegs mit Neugestaltung anstelle von<br />

Nachbildung sowie Unterstützung tatsächlicher Arbeitsformen anstelle formal definierter Prozeduren. In<br />

diesem Zusammenhang wird auch an der Bereitstellung eines geeigneten Kanons an interdisziplinären<br />

Orientierungswissen (z. B. aus Organisationstheorie, Koordinationstheorie oder domänenspezifischen<br />

Analysen) gearbeitet, der zur Charakterisierung anwendungsbezogener Kooperationsmuster und zur<br />

Anleitung des Designs geeignet ist. Anwendungsbeispiele beziehen sich auf die Unterstützung verschiedener<br />

Kooperationsarten in Geschäftsprozessen und in Teamarbeit aus unterschiedlichen Domänen sowie auf neue<br />

Geschäftsmodelle und Systeme für organisationsübergreifende Dienstleistungsprozesse.<br />

Schlagwörter:<br />

IT-Systeme in Organisationen; CSCW; Business Process Reengineering; Workflow; organisationsübergreifende<br />

Dienstleistungsprozesse; Serviceflow Management; Kooperationsmuster; Workflow Pattern;<br />

anwendernahe Modellierungsmethoden; Kooperationsbilder<br />

2.2 VIADUCT ® -Ansatz für Business-IT-Alignment<br />

Schirmer, Ingrid, Prof. Dr.; Zimmermann, Karsten, Dipl. Wirt.-Inf.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 10/2005


AG Informationstechnikgestaltung und Genderperspektive ITG - AGIS<br />

Projektbeschreibung:<br />

Der Forschungsschwerpunkt VIADUCT ® beschäftigt sich mit der Thematik des Business-IT-Alignments,<br />

also der verzahnten Entwicklung und Umsetzung IT-bezogener Unternehmens- sowie geschäftsbezogener IT-<br />

Strategien. Als Kern wird das Management der Unternehmensarchitektur (Enterprise Architecture<br />

Management (EAM)) herangezogen, um weitere Aufgaben des IT-Managements architekturbasiert<br />

abzuwickeln.<br />

Grundlegende Instrumente des VIADUCT ® -Ansatzes sind ein Unternehmensglobus und Themenatlanten, die<br />

die Konzepte des EAM mit weiteren Themenfeldern des IT-Managements – Projektport-foliomanagement,<br />

Sicherheitsmanagement, Organisationsstruktur, Kostenanalyse, etc. – verknüpfen. Sie nutzen Visualisierungsansätze<br />

aus Kartographie und Informationsgrafik, um die jeweiligen Inhalte auf den Ebenen der<br />

Unternehmensarchitektur geeignet darzustellen und zu kommunizieren. Hierbei werden Standardisierungen,<br />

Kategorien und Kennzahlensysteme erarbeitet, die zur Aggregierbarkeit detaillierter Darstellungen auf Übersichtskarten<br />

beitragen.<br />

Zur Umsetzung des Ansatzes wird eine Architekturzentrale konzipiert, die, mit geeigneten Prozessen, Rollen,<br />

Gremien und Instrumenten ausgestattet, die Planung, Steuerung und Kommunikation des architekturbasierten<br />

IT-Managements betreibt.<br />

Schlagwörter:<br />

IT-Governance; IT-Architektur-Engineering; IT-Komplexität; Software-Kartographie; Aufgaben und<br />

Standards für IT-Management; Projektmanagement; Visualisierung von IT-Architekturen; Business-IT-<br />

Alignment<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Schirmer, I.; Zimmermann, K.: Visualisierung von Projektportfolios zur Unterstützung des Architekturmanagements<br />

– Der VIADUCT-PPM Ansatz. In: INFORMATIK <strong>2008</strong> : Beherrschbare Systeme – dank<br />

<strong>Informatik</strong>, S. 563-570, <strong>2008</strong><br />

2.3 Erhöhung des Frauenanteils an den <strong>Informatik</strong>studierenden und Vernetzung mit Schulen<br />

Linnemann, Britta, Dipl.-Inform. (bis 2/<strong>2008</strong>); Rick, Detlef, Dipl.-Inform; Schirmer, Ingrid, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit April 2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die Gründe für die Meidung der <strong>Informatik</strong> durch Schülerinnen und Frauen sind vielschichtig. Sie reichen<br />

von einer breiteren Orientierung an nicht-technischen Bereichen über die vorzufindende Identifikation von<br />

Männlichkeit und Technik, abschreckende Erfahrungen mit naturwissenschaftlich-technischen Fächern in der<br />

Schule, die unterschiedlichen Vorerfahrungen mit und Herangehensweisen an Technik, ein irreführendes,<br />

klischeebehaftetes Berufsbild, bis hin zu unterschiedlichen Lebensperspektiven von Jungen und Mädchen.<br />

Ansätze, die wirksam den Anteil von Frauen im <strong>Informatik</strong>studium erhöhen, müssen daher mehrere Ziele<br />

verfolgen. Im Zentrum des Projektes steht die Erarbeitung eines gendersensitiven Didaktikansatzes, der<br />

unterschiedliche Lernstile anspricht. Ziel ist es, diesen Ansatz im Schulunterricht (im Rahmen von<br />

Projektwochen) und in Extraangeboten für Schülerinnen (z. B. Schnupperstudium, Girls´ Day) einzusetzen<br />

und zu evaluieren.<br />

Gleichzeitig wird die Vernetzung mit <strong>Hamburg</strong>er Schulen (in Zusammenarbeit mit der Professur für<br />

Allgemeine Erziehungswissenschaft unter besonderer Berücksichtigung der Didaktik der <strong>Informatik</strong>)<br />

angestrebt. Das in diesem Zusammenhang erarbeite Konzept zur Stärkung des <strong>Informatik</strong>unterrichts durch<br />

Intensivierung der Zusammenarbeit zwischen <strong>Universität</strong> und <strong>Hamburg</strong>er Schulen wurde mit dem Präsidium<br />

der <strong>Universität</strong> abgestimmt sowie an die <strong>Hamburg</strong>er Schulsenatorin weitergeleitet. Ebenso hat eine<br />

Vernetzung mit der NAT-Initiative und weiteren in <strong>Hamburg</strong> aktiven Stellen stattgefunden. Für eine<br />

Umsetzung des Konzeptes werden diese Kontakte weiter ausgebaut. Eingebettet sind diese Aktivitäten<br />

gleichzeitig in eine Entwicklung einer Gesamtstrategie zur Öffentlichkeitsarbeit des Departments, die unter<br />

dem Motto „<strong>Informatik</strong> – Form die Zukunft!“ steht.<br />

Schlagwörter:<br />

Gender und IT; Frauen in der <strong>Informatik</strong>; Klischees und Bild der <strong>Informatik</strong>; Informatische Bildung;<br />

<strong>Informatik</strong> in der Schule; gendersensitive Didaktik der <strong>Informatik</strong>; Lernstile der <strong>Informatik</strong><br />

29


AGIS - ITG <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.4 Initiative Masterstudiengang „IT-Management und -Consulting“<br />

30<br />

Schirmer, Ingrid, Prof. Dr.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit Februar <strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Nach einer Reihe von Vorgesprächen mit in <strong>Hamburg</strong> ansässigen Unternehmen initiierte ITG die Initiative<br />

Masterstudiengang „IT-Management und -Consulting“. Hierzu führte ITG nach Befürwortung durch den<br />

Departmentvorstand eine Kooperation zwischen dem Department <strong>Informatik</strong> und der Handelskammer<br />

<strong>Hamburg</strong> herbei.<br />

Ziel des Projektes ist es, (ab WS 2010/11) einen praxisorientierten Masterstudiengang als Aushängeschild<br />

der <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> anzubieten. Als Alleinstellungsmerkmal verfolgt der Studiengang das Ziel, IT-<br />

Transferleister auszubilden, die in der Kenntnis von IT-Innovationstreibern diese zum Nutzen von<br />

Unternehmen einsetzen, den Aufwand einer entsprechenden Transformation einschätzen und gleichzeitig als<br />

Kommunikatoren fungieren. Durch den Studiengang soll ein dreifacher WIN erzeugt werden: der IT-Standort<br />

<strong>Hamburg</strong> soll gestärkt, eine Spitzenausbildung angesiedelt und dem IT-Fachkräftemangel entgegengewirkt<br />

werden.<br />

Für die Umsetzung ist in Zusammenarbeit mit dem Departmentleiter die Bildung eines Kuratoriums, das u.a.<br />

die finanzielle Förderung einer Stiftungsprofessur übernimmt, in Gang gesetzt worden. Hierzu wurde<br />

Informationsveranstaltung mit hochrangigen Gastrednern und 60 teilnehmenden Unternehmensvertretern<br />

durchgeführt, an die sich eine Reihe von Einzelgesprächen anschloss. Die weiteren Schritte bestehen in der<br />

Gewinnung weiterer Förderer, der Kuratoriumsgründung, der Ausschreibung und Besetzung der geplanten<br />

Stiftungsprofessur, der Aufstellung der fachspezifischen Bestimmungen und der Bewerbung des<br />

Studiengangs.<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Schirmer, I.; Zimmermann, K.: Visualisierung von Projektportfolios zur Unterstützung des<br />

Architekturmanagements – Der VIADUCT-PPM Ansatz. In: INFORMATIK <strong>2008</strong> : Beherrschbare<br />

Systeme – dank <strong>Informatik</strong>, S. 563-570, <strong>2008</strong><br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Schirmer, Ingrid:<br />

07.06.<strong>2008</strong>, Podiumsdiskussion „Geschlechtergerecht lehren an der Hochschule“, Erste Sächsische<br />

Frauenfachtagung, Chemnitz<br />

Floyd, Christiane; Schirmer, Ingrid:<br />

15.–17.10.<strong>2008</strong>, Implicit ethics in teaching software engineering, International workshop “Teaching<br />

ethics and peace to science and engineering students”, University of <strong>Hamburg</strong><br />

Rick, Detlef:<br />

05.04.<strong>2008</strong>, Raytracing – Ein Einstieg in die Programmierung mit POV-Ray, 8. Landestagung der<br />

<strong>Informatik</strong>lehrer des Landes Mecklenburg-Vorpommern, Rostock<br />

07.06.<strong>2008</strong>, Podiumsdiskussion „Naturwissenschaft begeistert Mädchen“, Erste Sächsische Frauenfachtagung,<br />

Chemnitz<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Schirmer, Ingrid:<br />

Mitglied der institutsübergreifenden Sozietät <strong>Informatik</strong> im Zentrum für Lehrerbildung, <strong>Hamburg</strong><br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Schirmer, Ingrid:<br />

Mitglied der Bachelor- und Master-Kommission Wirtschaftsinformatik<br />

Verantwortliche für die Lehramtsstudierenden am Department <strong>Informatik</strong><br />

Beauftragte für Öffentlichkeitsarbeit


AG Informationstechnikgestaltung und Genderperspektive ITG - AGIS<br />

Mitglied der Taskforce Schule<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Schirmer, Ingrid:<br />

Mitarbeit im Fachbeirat des Projekts „tasteMINT“ des Life e.V., Berlin<br />

Mitglied des Programmkomitees des 5th European Symposium on Gender & ICT (GICT) 2009, Bremen<br />

Sonstige Aktivitäten<br />

Schirmer, Ingrid:<br />

02.07.<strong>2008</strong>, Ansprache zur Semesterverabschiedung: „Von Bildhauern und Lebensdiplomen“<br />

Ritter, Norbert; Rolf, Arno; Schirmer, Ingrid; Züllighoven, Heinz:<br />

Skizze für einen neuen Studiengang „IT-Management und -Consulting“ am Department <strong>Informatik</strong><br />

Ritter, Norbert; Schirmer, Ingrid:<br />

03.12.<strong>2008</strong>, Informationsveranstaltung „IT-Management und -Consulting : Ein neues praxisnahes IT-<br />

Studienangebot zur Stärkung der Metropolregion <strong>Hamburg</strong>“, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Marinescu, Irina; Rick, Detlef:<br />

21. und 28.04.<strong>2008</strong>, 3-D-Grafik mit POV-Ray : Ein Einstieg in die Programmierung (Teil 1 u. 2). LI-<br />

Lehrerfortbildung am Department <strong>Informatik</strong><br />

31


AGIS - ITG <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

32


AB Softwaretechnik SWT - AGIS<br />

Arbeitsbereich<br />

Softwaretechnik (SWT)<br />

Vogt-Kölln-Straße 30, Haus D, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel. +49 40 428 83-2413, Fax. +49 40 428 83-2303<br />

http://agis-www.informatik.uni-hamburg.de/swt/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Christiane Floyd (bis 09/<strong>2008</strong>), Dr.-Ing. Heinz Züllighoven, Dr. Guido Gryczan (Vertretungsprofessor)<br />

DozentInnen:<br />

Dr. Wolf-Gideon Bleek (ab 10/<strong>2008</strong>)<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inform. (FH) Petra Becker-Pechau; Dr. Wolf-Gideon Bleek (bis 08/<strong>2008</strong>); Dr. Carola Lilienthal (bis<br />

03/<strong>2008</strong>); Dr. Lara Peters (ab 07/2007 Mutterschutz); Dipl.-Wirt.Inf. Jörg Rathlev; Dr. Axel Schmolitzky;<br />

Dipl.-Wirt.Inf. Christian Späh (Lehrkraft für besondere Aufgaben, ab 03/<strong>2008</strong>)<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Gäste:<br />

Susan Rice, Fremdspr. Angest.; Dipl.-Inform. Uwe Zimmer, Systemadministrator<br />

Dr. Michael Kölling (University of Kent), 07.01.<strong>2008</strong><br />

Dr. Worku Alemu (CTIT, Addis Abeba), 25.1.–16.2.<strong>2008</strong><br />

Dr. Rahel Bekele (Addis Ababa University), 25.1.–16.2.<strong>2008</strong><br />

Ethiopia Tadesse (Addis Ababa University), 25.1.–16.2.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Yvonne Dittrich (IT <strong>Universität</strong> Kopenhagen), 14.–15.2.<strong>2008</strong><br />

Hataichanok Unphon (IT <strong>Universität</strong> Kopenhagen), 14.–15.2.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Claus Leverentz (TU Cottbus), 14.–15.2.<strong>2008</strong><br />

Marcel Bennicke (TU Cottbus), 14.–15.2.<strong>2008</strong><br />

Dr. Matthias Riebisch (TU Ilmenau), 08.04.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Florian Matthes (TU München), 26.05.<strong>2008</strong><br />

Dr. Matthias Riebisch und Studentendelegation (TU Ilmenau), 06.06.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Klaus Pohl (<strong>Universität</strong> Essen-Duisburg), 13.06.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Alan Borning (University of Washington, Seattle), 21.07.–30.07.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Ralf Reussner (TH Karlsruhe), 29.08.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Gust Pomberger (Johannes Kepler <strong>Universität</strong> Linz), 17.10.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Markus Warg (Deutscher Ring), 07.11.<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Jörg Raasch (HAW), 19.11.<strong>2008</strong><br />

Allgemeiner Überblick<br />

Der Arbeitsbereich Softwaretechnik vertritt einen anwendungsnahen und menschenzentrierten Ansatz und<br />

befasst sich primär mit Entwurf und Konstruktion, Auswahl, Einsatz und Weiterentwicklung von interaktiver<br />

Software zur Unterstützung von qualifizierten Aufgaben in Wirtschaft und Verwaltung. Dabei kommt dem<br />

objektorientierten Paradigma eine besondere Bedeutung zu.<br />

Im Mittelpunkt steht das Anliegen, qualitativ hochwertige Software so zu entwickeln, dass sie praxisgerecht,<br />

verständlich und handhabbar zur technischen und methodischen Unterstützung von Arbeitsprozessen eingesetzt<br />

werden kann. Der Arbeitsbereich geht davon aus, dass dies nur mit einem erweiterten Blick auf die organisatorische<br />

und soziale Einbettung von Softwaresystemen in ihrem Einsatzumfeld gewährleistet werden<br />

kann.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Evolutionäre und kooperative Systementwicklung<br />

Der Methodenrahmen STEPS (Softwaretechnik für evolutionäre und partizipative Systemgestaltung) bietet<br />

ein durchgängiges Konzept auf der Basis eines zyklischen Projektmodells und kann – je nach<br />

33


AGIS - SWT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

34<br />

Konstruktionstechnik – mit verschiedenen Methoden ausgefüllt werden. Der Werkzeug & Material-Ansatz<br />

setzt als Methodenrahmen evolutionäres Vorgehen in objektorientierte Konstruktionstechnik um. Die<br />

Auswertung der Kooperationsprojekte mit der Wirtschaft führte zu neuen Ergebnissen im Bereich des<br />

Entwicklungsprozesses auf der Basis von Frameworks.<br />

Ziel ist die weitere Ausarbeitung, Erprobung und Weiterentwicklung von Konzepten zur evolutionären<br />

Softwareentwicklung unter besonderer Berücksichtigung agiler Vorgehensweisen. Dazu gehören als<br />

technische Grundlage Prototyping und versionsorientiertes Vorgehen, als Organisationsform<br />

selbstorganisierende, kooperative Projektteams mit Benutzer/innenbeteiligung. Schwerpunkte liegen im<br />

methodischen Bereich sowie in der Erprobung in der Praxis. Evolutionäre Systementwicklung bildet die<br />

gemeinsame Arbeitsgrundlage des gesamten Arbeitsbereichs.<br />

Entwurf und Konstruktion objektorientierter Anwendungssoftware<br />

Ziel der Aktivitäten ist die Ausarbeitung und industrielle Erprobung eines methodischen objektorientierten<br />

Ansatzes zur Softwareentwicklung, bei dem, basierend auf einem anwendungsorientierten Leitbild und<br />

Entwurfsmetaphern wie Werkzeug und Material, Konzepte, Vorgehensweisen, Architekturprinzipien und<br />

Darstellungsmittel der objektorientierten Systemanalyse und des Entwurfs zusammengeführt werden. Die<br />

bisherigen Ergebnisse sind unter dem Namen Werkzeug & Material-Ansatz international bekannt geworden.<br />

Aktuell wird der Trend zu großen verteilten und heterogenen Software-Landschaften wichtig. Die<br />

Weiterentwicklung solcher Anwendungslandschaften im Rahmen des WAM-Ansatzes wird in Theorie und<br />

Praxis im Arbeitsbereich behandelt.<br />

Durch die Zusammenarbeit mit der Firma C1 WPS erhalten MitarbeiterInnen und Studierende Zugang zu<br />

großen industriellen Software-Systemen. Die enge Anbindung der Firma an die Forschungs- und<br />

Entwicklungsaktivitäten des Arbeitsbereichs ist durch Regelungen und Abkommen mit der <strong>Universität</strong><br />

gesichert.<br />

Architekturzentrierte Softwareentwicklung<br />

In den letzten Jahren gewinnt die Softwarearchitektur in der internationalen Literatur wie auch in der Praxis<br />

zunehmende Bedeutung. Dies hat bereits seit Jahren seinen Niederschlag in der Forschung des<br />

Arbeitsbereichs gefunden. Hier werden methodische Grundlagen für die architekturzentrierte<br />

Softwareentwicklung anhand von Fallstudien erarbeitet. Gegenstand der Forschung sind sowohl Prozess-<br />

Aspekte – Wie ist ein architekturzentrierte Softwareentwicklung sinnvoll in Teilschritte zu gliedern,<br />

abzusichern, zu managen, usw. – wie auch Produkt- und Struktur-Aspekte wie zum Beispiel die Erarbeitung<br />

von Kriterien zur architekturzentrierten Softwareentwicklung anhand von strukturellen Merkmalen von<br />

Software-Systemen. Hier kommen auch Analysewerkzeuge zum Einsatz. Empirische Grundlagen werden<br />

anhand von qualitativen und quantitativen Kriterien in Kooperationsprojekten, z.B. mit dem DESY<br />

erarbeitet. Eine besondere Bedeutung haben komponentenorientierte Architekturen, z.B. Eclipse RCP und<br />

OSGi.<br />

Praxisorientierte Ausbildungskonzepte in der <strong>Informatik</strong><br />

Der Schwerpunkt befasst sich mit neuen didaktischen Konzepten im Bereich der Softwaretechnik. Neben den<br />

Fragen der Schwerpunktsetzung und Reihenfolge bei zentralen Themen wie der Programmierausbildung wird<br />

das kooperative Arbeiten unter Ausnutzung innovativer Techniken in den Mittelpunkt gestellt.<br />

Grundlagen der Softwaretechnik<br />

Ziel ist die Erarbeitung von tragfähigen Verständnisgrundlagen für die kooperativen Erkenntnisprozesse bei<br />

Softwareentwicklung und -einsatz sowie von Leitbildern für einen sozial wünschenswerten und<br />

verantwortbaren Technikeinsatz. Da Softwareentwicklung immer die Nachbildung menschlicher<br />

Denkprozesse am Computer bedeutet, ist sie mit Annahmen über Denken, Kommunikation und Kooperation<br />

zwischen Menschen verbunden. Das betrifft folgende wichtige Themen der Softwaretechnik:<br />

• Softwareentwicklung als von Menschen getragener situierter Prozess,<br />

• Wechselwirkung zwischen menschlichem Handeln und dem Einsatz von Software,<br />

• Softwareentwicklungsmethoden und -werkzeuge im Rahmen kooperativer Erkenntnisprozesse,<br />

• Gesichtspunkte für einen verantwortbaren Einsatz von Softwaresystemen.<br />

Darüber hinaus werden aufbauend auf die Arbeit am Studientext „<strong>Informatik</strong> als Praxis und Wissenschaft“<br />

wissenschaftstheoretische Grundlagen für ein ausdifferenziertes, multiperspektivisches<br />

<strong>Informatik</strong>verständnis erarbeitet. Im Berichtszeitraum wurde „Operationale (Re-)konstruktion“ als<br />

informatik-spezifischer Denkstil bei der 3rd International Conference of the European Society for the History<br />

of Science“ vorgestellt.


AB Softwaretechnik SWT - AGIS<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• C1 WPS Workplace Solutions GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• Deutsches Elektronen Synchrotron, <strong>Hamburg</strong><br />

• expeer GmbH, Bonn<br />

• Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Sankt Augustin<br />

• Innoopract Informationssysteme GmbH, Karlsruhe<br />

• Innovationsstiftung <strong>Hamburg</strong>, <strong>Hamburg</strong><br />

• Lufthansa Technik Logistik, <strong>Hamburg</strong><br />

• OrbiTeam Software GmbH & Co. KG, Bonn<br />

• Pixelpark AG, Berlin<br />

• Software-Tomography GmbH, Cottbus<br />

• UpTech.Network. e.V., <strong>Hamburg</strong><br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• Brandenburgische Technische <strong>Universität</strong> Cottbus, Institut für <strong>Informatik</strong>, Lehrstuhl für Software-<br />

Systemtechnik, Cottbus<br />

• Freie <strong>Universität</strong> Berlin, Institut für <strong>Informatik</strong>, Arbeitsrichtung Systemsoftware, Berlin<br />

• Hochschule für angewandte Wissenschaften, <strong>Hamburg</strong><br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• Aarhus University, Computer Science Department, Alexandra Institutet, Århus, Dänemark<br />

• Addis Abeba University, Faculty for Informatics, Addis Abeba, Äthiopien<br />

• BoC - (Business Objectives Consulting) Information Technologies Consulting GmbH, Wien, Österreich<br />

• College of Telecommunications and Information Technology, Addis Abeba, Äthiopien<br />

• Computing Laboratory, University of Kent, Canterbury, Kent, UK<br />

• German University in Cairo, Faculty of Management Technology, Al Tagamoa Al Khames, New Cairo<br />

City, Ägypten<br />

• Johannes Kepler <strong>Universität</strong> Linz, Institut für Wirtschaftsinformatik und Organisationsforschung sowie<br />

Institut für Angewandte <strong>Informatik</strong>, Linz / Auhof, Österreich<br />

• Poet Egypt, Ägypten<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Wien, Wissenschafterinnenkolleg für Internettechnologie sowie Institut für<br />

Softwaretechnik und Interaktive Systeme, Wien, Österreich<br />

• <strong>Universität</strong> von Alexandria, Ägypten<br />

• <strong>Universität</strong> Wien, Institut für <strong>Informatik</strong> und Wirtschaftsinformatik, Abteilung Knowledge Engineering,<br />

Wien, Österreich<br />

• University of Washington, Department of Computer Science and Engineering, Seattle, WA, USA<br />

Ausstattung<br />

Der Arbeitsbereich verfügt über eine auf die Aspekte Forschung, Lehre und Industriekooperation<br />

abgestimmte Systemplattform. Es kommen im Wesentlichen Intel-basierte PC-Systeme sowohl als<br />

Arbeitsplatzrechner, Notebooks als auch in gemeinsamen Labor-Arbeitspätzen zum Einsatz. Zusammen mit<br />

dem Arbeitsbereich ASI werden je ein bewegliches und fest installiertes Smart-Board betrieben.<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1 Architekturzentrierte Entwicklung beim Offshore Outsourcing<br />

Gryczan, Guido, Dr.; Sauer, Joachim; Züllighoven, Heinz, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Von 1/2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Rahmen seines Dissertationsvorhabens untersucht Joachim Sauer, ob und wie architekturzentrierte<br />

Entwicklung bei der Bewältigung typischer Herausforderungen und Probleme des Offshore Outsourcings<br />

helfen kann. Die empirische Basis bilden dabei Fallstudien internationaler Projekte mit Indien, Russland, den<br />

Vereinigten Staaten und Irland, die in Kooperation mit der C1 WPS durchgeführt wurden. Durch Integration<br />

35


AGIS - SWT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

36<br />

der entwickelten Konzepte und Techniken in den Werkzeug & Material-Ansatz sollen gewonnene<br />

Erkenntnisse praktisch nutzbar gemacht werden.<br />

Im Wintersemester <strong>2008</strong>/09 wurde im Rahmen des OOSE-Projektes eine Forschungskooperation mit der<br />

<strong>Universität</strong> von Alexandria gestartet. Deren Ziel ist es, Studierenden Erfahrung in der verteilten Entwicklung<br />

zu ermöglichen, und neue Erkenntnisse für die Grundlagenforschung in diesem Bereich zu gewinnen.<br />

Schlagwörter:<br />

Architekturzentrierte Entwicklung; Offshoring; Verteilte Entwicklung<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Kornstädt, A.; Sauer, J.: Mastering Dual-Shore Development – The Tools & Materials Approach Adapted to<br />

Agile Offshoring, In: Meyer, Bertrand; Joseph, Mathai (Hrsg.): Software Engineering Approaches for<br />

Offshore and Outsourced Development, First International Conference, SEAFOOD 2007, Zurich,<br />

Switzerland, February 5–6, 2007. Revised Papers Bd. 4716, Springer, 2007, S. 83–95, 2007<br />

Kornstädt, A.; Sauer, J.: Tackling Offshore Communication Challenges with Agile Architecture-Centric<br />

Development, In: Proceedings of the Sixth Working IEEE/IFIP Conference on Software Architecture<br />

(WICSA 2007), Mumbai, Indien, 2007<br />

Sauer, J.: Agile Offshore Outsourcing - Concepts and Practices for Flexible Integration of Offshore<br />

Development Services, In: Proceedings of the Agile Business Conference 2006, November 7-9, QEII<br />

Conference Centre, London, UK, 2006<br />

Sauer, J.: Enabling Agile Offshoring with the Dual-Shore Model, In: Walid Maalej, Bernd Bruegge (Hrsg.):<br />

Software Engineering <strong>2008</strong> - Workshopband, Fachtagung des GI-<strong>Fachbereich</strong>s Softwaretechnik, 18.–<br />

22.02.<strong>2008</strong> in München. Lecture Notes in Informatics, GI, Vol 122, Bonn, S. 35–42, <strong>2008</strong><br />

2.2 Praxisorientierte Ausbildungskonzepte in der <strong>Informatik</strong><br />

Becker-Pechau, Petra; Bleek, Wolf-Gideon, Dr.; Floyd, Christiane, Prof. Dr.; Lilienthal, Carola, Dr.;<br />

Schmolitzky, Axel, Dr.; Späh, Christian; Züllighoven, Heinz, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 2002<br />

Projektbeschreibung:<br />

Trotz verbesserter Werkzeugunterstützung, immer schnellerer Hardware und neuer Entwicklungsmethoden<br />

bleibt Softwareentwicklung schwierig. Die Kernthese dieses Forschungsschwerpunktes lautet: Es gibt kein<br />

Technologieproblem, es gibt ein Ausbildungsproblem. Das größte Problem in Softwareprojekten ist demnach<br />

die mangelnde Qualifikation der EntwicklerInnen und EntscheiderInnen. Die Softwarelandschaft ist so<br />

komplex geworden, dass nur erstklassig ausgebildete Personen den neuen Herausforderungen gewachsen<br />

sein können. Zu einer erstklassigen Ausbildung gehören jedoch nicht nur technisches Wissen und<br />

methodische Fähigkeiten, sondern auch diverse Soft-Skills wie die Fähigkeit zum Vermitteln komplexer<br />

Entwürfe oder zu kooperativer Arbeit in Projektteams.<br />

Behandelte Themen in diesem Schwerpunkt: Didaktische Prinzipien für die Programmierausbildung,<br />

Integration neuer Medien in Lehrveranstaltungen, Wurzeln und Grundlagen der Objektorientierung in der<br />

Lehre, Werkzeugunterstützung bei Lernprozessen, Rückkopplung der Ausbildung mit der Praxis, Einordnung<br />

neuer Sprachkonzepte in das Curriculum, Schwerpunktverschiebungen im Curriculum, Integration agiler<br />

Methoden (u.a. Programmieren im Paar) in die Ausbildung.<br />

Aufbauend auf den Erkenntnissen dieses Forschungsschwerpunktes wurden u.a. die Bachelor-Module SE-I<br />

und SE-II neu konzipiert und fortlaufend überarbeitet. Ein neues Lehrbuch ist in Arbeit.<br />

Schlagwörter:<br />

Paar-Programmieren; Programmierausbildung; Lernen, computergestütztes kooperatives; Wissensprojekte;<br />

Projektlernen; Lernumgebungen; Teachlets.<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Obendorf, H.; Schmolitzky, A.; Finck, M.: XPnUE – defining and teaching a fusion of eXtreme<br />

programming and usability engineering, HCI Educators Workshop 2006 - HCIEd2006, Limerick, Irland,<br />

March 23–24, 2006<br />

Schmolitzky, A.: Hochschullehre im Umbruch - Neue Lehrmethoden im softwaretechnischen Anteil des<br />

<strong>Informatik</strong>studiums, LOG IN, Heft 138/139, S. 48-54, 2006<br />

Schmolitzky, A.: Teaching Inheritance Concepts with Java, Proc. Principles and Practices of Programming in<br />

Java (PPPJ), Mannheim, Germany, pp. 203-207; ACM Press, 2006


AB Softwaretechnik SWT - AGIS<br />

Schmolitzky, A: “Leave out the Modeling when Teaching Object-orientation to Beginners“, Eleventh<br />

Workshop on Pedagogies and Tools for the Teaching and Learning of Object Oriented Concepts, ECOOP<br />

2007, Berlin.<br />

Schmolitzky, A.: “Patterns for Teaching Software in Classroom“, European Conference on Pattern<br />

Languages of Programs (EuroPLoP), Irsee, 2007.<br />

Schmolitzky, A.: “Zur Diskussion gestellt: Sieben Thesen zur erfolgreichen Verwirrung von Anfängern der<br />

objektorientierten Programmierung”, <strong>Informatik</strong>-Spektrum, Vol. 30:1, 2007.<br />

Schmolitzky, A., Züllighoven, H.: „Einführung in die Softwareentwicklung: Softwaretechnik trotz<br />

Objektorientierung?“ Software Engineering im Unterricht der Hochschulen (SEUH), Stuttgart; dpunkt-<br />

Verlag, 2007.<br />

Späh, C., Schmolitzky, A: “Consuming before Producing as a Helpful Metaphor in Teaching Object-Oriented<br />

Concepts,“ Eleventh Workshop on Pedagogies and Tools for the Teaching and Learning of Object<br />

Oriented Concepts, ECOOP 2007, Berlin.<br />

Schmolitzky, A., Schümmer, T.: “Patterns for Supervising Thesis Projects“, European Conference on Pattern<br />

Languages of Programs (EuroPLoP), Irsee, <strong>2008</strong>.<br />

2.3 Konsolidierung und Weiterentwicklung des CommSy<br />

Bleek, Wolf-Gideon, Dr.; Jeenicke, Martti<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

Bis 8/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Community System „CommSy“ wird seit 1999 kontinuierlich im Zentrum AGIS entwickelt. Die<br />

Entwicklung wurde von unterschiedlichen organisatorischen Rahmenbedingungen getragen und fußt auf<br />

Forschungsprojekten, freiwilligen studentischen Aktivitäten sowie Lehre- und Forschungs-Projekten von<br />

wissenschaftlichen Mitarbeitern. Der softwaretechnische Schwerpunkt der CommSy-Weiterentwicklung liegt<br />

in der Konsolidierung und systematischen technologischen Weiterentwicklung der Plattform auf einer<br />

aktuellen technischen Basis, die in Forschung und Lehre eingesetzt werden kann. Dabei ist dieses Vorhaben<br />

verbunden mit den Forschungsaktivitäten zur architekturzentrierten Software-Entwicklung, zu agilen<br />

Software-Entwicklungsprozessen und zu Open-Source-Software.<br />

Wichtige Ergebnisse aus dem Projekt sind eine professionelle Entwicklungsumgebung für ein<br />

Entwicklungsteam von ca. 10 Personen sowie eine konsolidierte Architektur für web-basierte Anwendungen.<br />

Die entwickelte Software wird iterativ in aufbauenden Versionen produktiv eingesetzt.<br />

Die aktuelle Version der Software schafft aufgrund ihrer flexiblen Architektur die Möglichkeit für das<br />

CommSy-Projekt, im Rahmen der CampusSource-Aktivitäten (Fernuniversität Hagen) allgemeine<br />

Schnittstellen zu bedienen, um das Werkzeug CommSy in universitären Infrastrukturen einbinden zu können.<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Bleek, W.-G.; Finck, M.: Mythen, Märchen, Missverständnisse, In: Lutterbeck, Bernd; Bärwolff, Matthias;<br />

Gehring, Robert A. (Hrsg.): Open Source Jahrbuch 2006, Zwischen Softwareentwicklung und<br />

Gesellschaftsmodell, pp. 207-218, Lehmanns Media LOB.de, Berlin, 2006<br />

2.4 Component based End User Development (CoEUD)<br />

Gryczan, Guido, Dr.; Meyer, Kai; Rathlev, Jörg; Wende, Sven; Will, Alexander; Zeimer, Matthias;<br />

Züllighoven, Heinz, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

bis 6/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Projekt Component based End User Development (CoEUD) untersucht im Rahmen der<br />

Anwendungsorientierung die Fragestellung, wie Anwender ohne Programmierkenntnisse eine Software an<br />

ihre Bedürfnisse anpassen können. Wenn Software durch Endbenutzer anpassbar sein soll, dann muss diese<br />

Eigenschaft bereits in der Entwicklung berücksichtigt werden. Anpassbarkeit wirkt sich nicht lediglich auf<br />

der Ebene der Interaktionskonzepte aus, sondern bestimmt substanziell die grundlegende<br />

Softwarearchitektur. Die Erarbeitung einer solchen Softwarearchitektur gehört ebenfalls zu den Zielen des<br />

CoEUD-Projektes. Das Projekt wird in Kooperation zwischen dem Frauenhofer Institut (FIT), Uni-<strong>Hamburg</strong>,<br />

C1 WPS, Innoopract sowie weiteren Partnern durchgeführt.<br />

37


AGIS - SWT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Schlagwörter:<br />

38<br />

Softwarekomponenten; End User Development; Anpassbarkeit; Softwarearchitektur<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Hofer, S.; Wende, S.; Will, A.; Züllighoven, H.: End User Development für Leitstand-Arbeitsplätze:<br />

Beschreibung einer Systemarchitektur, In: Wolf-Gideon Bleek, Jörg Raasch, Heinz Züllighoven (Hrsg.):<br />

Lecture Notes in Informatics (LNI) - Proceedings, Series of the Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> e.V. (GI),<br />

Software Engineering 2007, <strong>Hamburg</strong>, March 26-30, pp. 131-143, 2007<br />

2.5 Anwendungsorientierte Softwaretechnik für Entwicklungsländer am Beispiel Äthiopien<br />

Floyd, Christiane, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

seit 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Gegenstand der Forschung ist die Frage, wie die in <strong>Hamburg</strong> gelehrte softwaretechnische Methodik für ein<br />

Entwicklungsland wie Äthiopien nutzbar gemacht werden kann. Dabei müssen die ganz unterschiedlichen<br />

politischen, wirtschaftlichen und kulturellen Bedingungen berücksichtigt werden. Die Klärung dieser Fragen<br />

soll im Austausch mit äthiopischen Experten in Wissenschaft und Praxis erfolgen. Eine besondere Bedeutung<br />

kommt dabei der Kooperation mit Tesfaye Biru von der <strong>Universität</strong> Addis Abeba zu. Neben kommerziell<br />

genutzten Systemen sind Anwendungen in der Verwaltung, im e-Government sowie in den Bereichen<br />

Ausbildung und Gesundheit von vorrangigem Interesse. Tesfaye Biru hat an der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> ein<br />

Promotionsvorhaben zum Thema Kontextualisierung von Softwareentwicklungsmethoden in Äthiopien mit<br />

Auszeichnung abgeschlossen, das auf qualitativer und quantitativer Forschung beruht und sich u. a. mit der<br />

Relevanz der <strong>Hamburg</strong>er Ansätze für die dortige Software-Praxis befasst. Reflective Steps ist eine<br />

umfassende und tiefgehende Weiterentwicklung von STEPS, die nicht nur die Entwicklung und Wartung von<br />

Software, sondern auch die Einführung und Nutzung von Softwaresystemen in Organisationen, das<br />

Management von Projekten auf Organisationsebene sowie die Entwicklung von Familien verwandter oder<br />

zusammenhängender Softwareanwendungen behandelt und Lern- und Reflexionsprozesse in diesen<br />

Bereichen fördert.<br />

Schlagwörter:<br />

Softwareentwicklung im globalen Kontext, Anpassung von Softwareentwicklungsmethoden,<br />

Entwicklungszusammenarbeit in der <strong>Informatik</strong>.<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Floyd, C., Software Engineering in Äthiopien, In: FIfF-Kommunikation 4/2007, S.24-28, 2007<br />

Biru, T., Reflective Steps: A Collaborative Learning Oriented Approach to Software Development and<br />

Process Improvement, Dissertation am Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong><br />

2.6 Komplexität von Softwarearchitekturen<br />

Lilienthal, Carola, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

04/2004 bis 02/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

In diesem Projekt wird untersucht, was Architekturkomplexität ist und wie sie in Softwareprojekten<br />

gemildert werden kann. Um Architekturkomplexität greifbar zu machen, werden Grundsätze aus der<br />

kognitiven Psychologie herangezogen, die beschreiben, wie Menschen mit komplexen Strukturen umgehen.<br />

Dabei wird deutlich, wie objektorientierte Programmiersprachen und Architekturstile diese Grundsätze<br />

berücksichtigen und wo Lücken zu erkennen sind. In vierundzwanzig Fallstudien werden Softwaresystemen<br />

aus Industrie und Wissenschaft mit dem Analysewerkzeug Sotograph untersuchen und zusätzlich Interviews<br />

durchgeführt, um weitere Fragen zu klären. Die Ergebnisse zeigen das weite Spektrum der heute in<br />

Softwarearchitekturen vorhandenen Komplexität und lassen ihre Ursachen sichtbar werden.<br />

Parallel zu den Fallstudien wird ein Modell für Architekturkomplexität entwickelt, anhand dessen sich die<br />

Ergebnisse aus den Architekturanalysen und Interviews interpretiert lassen. Um die Ergebnisse konstruktiv<br />

nutzbar zu machen, werden drei Stadien der architekturzentrierten Softwareentwicklung entwickelt,<br />

Strategien zur Reduktion von Architekturkomplexität beschrieben und ein Leitfaden vorgestellt, wie die


AB Softwaretechnik SWT - AGIS<br />

Strategien in den drei Stadien der architekturzentrierten Softwareentwicklung geplant und eingesetzt werden<br />

sollten.<br />

Schlagwörter:<br />

Softwarearchitektur; Softwarelebenszyklus; Softwareentwicklung; Analyse, Statische; Komplexität,<br />

Kognitive; Komplexität; Reverse Engineering<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Becker-Pechau, P.; Karstens, B.; Lilienthal, C.: Automatisierte Softwareüberprüfung auf der Basis von<br />

Architekturregeln, Biel, B.; Book, M.; Gruhn, V. (Hers.): Lecture Notes in Informatics (LNI) -<br />

Proceedings, Series of the Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> (GI), SE 2006, Bonn, S. 27-38, 2006<br />

Lilienthal, C.: Architekturstile in der Praxis, in <strong>Informatik</strong> 2007, <strong>Informatik</strong> trifft Logistik, (Bremen,<br />

Germany, 2007), Lecture Notes in Informatics (LNI), P-109, S. 320-325., 2007<br />

Lilienthal, C.: Komplexität von Softwarearchitekturen, Stile und Strategien, Dissertation an der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong>, http://www.sub.uni-hamburg.de/opus/volltexte/<strong>2008</strong>/3725/, <strong>2008</strong><br />

2.7 Beschreibung und Prüfung von Softwarearchitekturen<br />

Becker-Pechau, Petra<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 4/2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Dieses Projekt untersucht die Frage, wie sich Architekturzerfall bei evolvierenden Softwarearchitekturen<br />

aufdecken lässt. Dabei konzentriert sich das Projekt auf Architekturvorgaben in Form von Architekturstilen.<br />

Der in dem Projekt entwickelte Ansatz der stilbasierten Software-Reflexionsmodelle erlaubt es, die Ist-<br />

Architektur aus bestehenden Softwaresystemen zu extrahieren und daraufhin zu überprüfen, inwiefern die<br />

Vorgaben eines gewählten Architekturstils eingehalten werden. Als Machbarkeitsnachweis wurde im<br />

Rahmen des Projektes ein Prototyp als Eclipse IDE-Plugin entwickelt, mit dem bereits verschiedene<br />

Softwaresysteme erfolgreich geprüft wurden. Darüber hinaus ermöglicht der Prototyp den Entwicklern,<br />

bereits während der Programmierung die Softwarearchitektur gezielt wahrzunehmen (Stichwort: Architecture<br />

Awareness).<br />

Schlagwörter:<br />

Softwarearchitektur; Architekturprüfung; Analyse, statisch; Softwareentwicklung, evolutionär; Architecture<br />

Awareness, Reverse Engineering<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Becker-Pechau, Petra; Bennicke, Marcel, Concepts of Modeling Architectural Module Views for Compliance<br />

Checks Based on Architectural Styles, In: J. Smith (ed): proceedings of the 11th IASTED International<br />

Conference on Software Engineering and Applications (SEA 2007), Acta Press, Cambridge, MA, USA,<br />

2007<br />

Becker-Pechau, P.; Karstens, B.; Lilienthal, C., Automatisierte Softwareüberprüfung auf der Basis von<br />

Architekturregeln, Biel, B.; Book, M.; Gruhn, V. (Hers.): Lecture Notes in Informatics (LNI) -<br />

Proceedings, Series of the Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> (GI), SE 2006, Bonn, S. 27-38, 2006<br />

2.8 Modellierung von Anwendungslandschaften und Geschäftsprozessen<br />

Hofer, Stefan; Züllighoven, Heinz, Prof. Dr.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Technische und fachliche Darstellungsformen der unterschiedlichen Aspekte von individuellen<br />

Softwarearchitekturen sind immer noch eine Herausforderung für die Softwaretechnik. Die Erweiterung des<br />

Fokus von einzelnen Systemen auf ganze Anwendungslandschaften bringt zusätzliche Anforderungen<br />

besonders an Darstellungsformen von Architekturen, die anwendungsorientierte, fachliche Aspekte<br />

berücksichtigen.<br />

Das zentrale Problemfeld bei der Modellierung von Anwendungslandschaften spannt sich daher entlang<br />

folgender Fragen auf:<br />

– Wie stellt man sehr große Anwendungslandschaften dar, so dass sie Gegenstand eines von allen<br />

Beteiligten gestalteten Veränderungsprozesses sein können?<br />

39


AGIS - SWT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

40<br />

– Wie lassen sich die statischen Aspekte einer Anwendungslandschaft mit den dynamischen Aspekten<br />

der Arbeits- und Geschäftsprozesse zusammenbringen?<br />

Im Rahmen des Forschungsvorhaben soll u.a. in einer Promotion erforscht werden, wie solche Fragen<br />

konzeptionell und werkzeuggestützt beantwortet werden können.<br />

Schlagwörter:<br />

Anwendungslandschaften; Geschäftsprozessmodellierung; Softwarearchitektur; Modellierung<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Breitling, H.; Kornstädt, A.; Sauer, J.: Design Rationale in Exemplary Business Process Modeling, In:<br />

Dutoit, A.H.; McCall, R.; Mistrik, I.; Paech, B. (Eds.): Rationale Management in Software Engineering,<br />

Springer-Verlag, Heidelberg, S. 191-208, 2006<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.9 XFEL: Softwareentwicklung für das Utility-Kontrollsystem für den XFEL<br />

Gryczan, Guido, Dr.; Meyer, Kai; Rathlev, Jörg; Wende, Sven; Will, Alexander; Zeimer, Matthias;<br />

Züllighoven, Heinz, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

von 09/2006 bis 10/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Rahmen der Vereinbarung zwischen DESY und der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> arbeiten DESY und der<br />

<strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> auf dem Gebiet der Softwareentwicklung für das Utility-<br />

Kontrollsystem für den XFEL bei DESY zusammen. Die praktischen Arbeiten umfassen die Entwicklung<br />

und Implementierung einer Benutzungsoberfläche für die Bedienung des Kontrollsystems für Kälte-<br />

Kontrollen und Utility-Kontrollen bei DESY. Gegenstand der Forschung sind unter anderem die Entwicklung<br />

einer geeigneten Referenzarchitektur für komponentenbasierte Leitstand-Software, die Entwicklung und<br />

Evaluation von Entwurfskriterien und Entwurfsrichtlinien für Softwarekomponenten sowie die Frage, durch<br />

welche Vorgehensweisen und Werkzeuge Entwickler im Umgang mit komponentenorientierten<br />

Architekturen unterstützt werden können.<br />

Die Projektarbeiten finden in Kooperation mit dem CoEUD-Projekt (siehe 2.4) statt. So wird z.B. das<br />

Benutzungsmodell für die Bedienoberfläche im CoEUD-Projekt entwickelt und aus den entsprechenden<br />

Forschungsmitteln abgedeckt; im Gegenzug wird die Nutzung der Ergebnisse im CoEUD-Projekt vereinbart.<br />

Die Koordination zwischen diesen Arbeiten und dem CoEUD Projekt erfolgt über HITEC e.V.<br />

Schlagwörter:<br />

Softwarekomponenten; Softwarearchitektur<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Hofer, S.; Wende, S.; Will, A.; Züllighoven, H.: End User Development für Leitstand-Arbeitsplätze:<br />

Beschreibung einer Systemarchitektur, In: Wolf-Gideon Bleek, Jörg Raasch, Heinz Züllighoven (Hrsg.):<br />

Lecture Notes in Informatics (LNI) - Proceedings, Series of the Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> e.V. (GI),<br />

Software Engineering 2007, <strong>Hamburg</strong>, March 26-30, pp. 131-143, 2007<br />

Rathlev, J.: Plug-ins: an Architectural Style for Component Software, In: Ralf Reussner, Clemens Szyperski,<br />

Wolfgang Weck (Hrsg.): Proceedings of the thirteenth International Workshop on Component-Oriented<br />

Programming (WCOP <strong>2008</strong>), October 13th, <strong>2008</strong>, Karlsruhe, Germany, <strong>2008</strong><br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DESY, <strong>Hamburg</strong><br />

Laufzeit der Förderung: von 9/2006 bis 10/2009<br />

Sachmittel: € 74.400<br />

Personalmittel: ½ BAT IIa für 3 Jahre<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Bendoukha, L.: An Ontological Framework for Modeling Complex Cooperation Contexts in Organizations,<br />

In: Frontiers in Artificial Intelligence and Applications, IOS Press Ohmsha, Information Modelling and


AB Softwaretechnik SWT - AGIS<br />

Knowledge Bases XIX, edited by Hannu Jaakkola, Yasushi Kiyoki and Takehiro Tokuda, Volume 166,<br />

pp. 379–383, Amsterdam, <strong>2008</strong><br />

Hofer, S.: Position Paper for the OOPSLA <strong>2008</strong> Workshop on: Challenges: Agile Values Meet Different<br />

Value Systems, OOPSLA <strong>2008</strong> - 23rd ACM SIGPLAN Conference on Object Oriented Programming<br />

Systems Languages and Applications, 2 Seiten, <strong>2008</strong><br />

Lilienthal, C.: Komplexität von Softwarearchitekturen - Stile und Strategien, Dissertation, elektronische<br />

Veröffentlichung bei der Staats- und <strong>Universität</strong>sbibliothek <strong>Hamburg</strong>, 16.07.<strong>2008</strong>, http://www.sub.unihamburg.de/opus/volltexte/<strong>2008</strong>/3725/,<br />

242 Seiten, <strong>2008</strong><br />

Pechau, J.; Becker-Pechau, P.: Challenges: Agile Values Meet Different Value Systems, In: Companion To<br />

the 23rd ACM SIGPLAN Conference on Object Oriented Programming Systems Languages and<br />

Applications. ACM, New York, NY, 843-846., <strong>2008</strong><br />

Rathlev, J.: Plug-ins: an Architectural Style for Component Software, In: Ralf Reussner, Clemens Szyperski,<br />

Wolfgang Weck (Hrsg.): Proceedings of the thirteenth International Workshop on Component-Oriented<br />

Programming (WCOP <strong>2008</strong>), Technical report <strong>2008</strong>-12, <strong>Universität</strong> Karlsruhe, Fakultät für <strong>Informatik</strong>, S.<br />

5-9, <strong>2008</strong><br />

Sauer, J.: Enabling Agile Offshoring with the Dual-Shore Model, In: Walid Maalej, Bernd Bruegge (Hrsg.):<br />

Software Engineering <strong>2008</strong> - Workshopband, Fachtagung des GI-<strong>Fachbereich</strong>s Softwaretechnik. Lecture<br />

Notes in Informatics, GI, Vol 122, Bonn, S. 35–42, <strong>2008</strong><br />

Sauer, J., Position Paper for the OOPSLA <strong>2008</strong> Workshop on: Challenges: Agile Values Meet Different<br />

Value Systems, OOPSLA <strong>2008</strong> - 23rd ACM SIGPLAN Conference on Object Oriented Programming<br />

Systems Languages and Applications, 2 Seiten, <strong>2008</strong><br />

Schmolitzky, A., Schümmer, T.: Patterns for Supervising Thesis Projects, European Conference on Pattern<br />

Languages of Programs (EuroPLoP) <strong>2008</strong>, Irsee Monastery, Germany, 18 Seiten, <strong>2008</strong><br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Becker-Pechau, Petra; Lilienthal, Carola:<br />

19.02.<strong>2008</strong>, Tutorium: Architekturprüfung in der Praxis, SE <strong>2008</strong>, München<br />

Floyd, Christiane:<br />

14.02.<strong>2008</strong>, Architecture-Centric Software Engineering, Architekturworkshop, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

27.03.<strong>2008</strong>, The PhD Program at AAU – a Vision Becoming Reality, International Workshop on<br />

Launching the Information Systems Track of the PhD Program, Addis Ababa University<br />

12.08.<strong>2008</strong>, Rational – real – imaginär: die Wurzeln des Zahlensystems, Vortragsreihe MeerWissen,<br />

Bregenz<br />

10.09.<strong>2008</strong>, Operational (Re-)Construction as Thinking Style, Third International Conference of the<br />

European Society for the History of Science, Wien<br />

Rathlev, Jörg:<br />

15.02.<strong>2008</strong>, Architectural problems and their effects on maintainability, Architekturworkshop, <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

Schmolitzky, Axel:<br />

15.02.<strong>2008</strong>, Educating Software Architects – What, When, How?, Architekturworkshop, <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

03.04.<strong>2008</strong>, Greenfoot, Tag der niedersächsischen <strong>Informatik</strong>lehrerinnen und -lehrer, TU Braunschweig<br />

Züllighoven, Heinz; von Schirach, Christian:<br />

13.11.<strong>2008</strong>, Unternehmens- und IT-Prozesse gemeinsam gestalten, 10. WAM-Workshop, <strong>Hamburg</strong><br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Züllighoven, Heinz:<br />

Stellv. Vorsitzender der Fachgruppe Softwaretechnik des <strong>Fachbereich</strong>s SWT der GI<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Bleek, Wolf-Gideon:<br />

Vorsitzender, IKT-Ausschuss<br />

Mitglied, Wirtschaftsauschuss<br />

Mitglied, Studiengebührenkommission<br />

Floyd, Christiane:<br />

Mitglied des Promotionsausschusses des Departments für <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied der Gemeinsamen Kommission für das Zentrum für Naturwissenschaftliche Friedensforschung<br />

Gleichstellungsbeauftragte in der Berufungskommission W3 „<strong>Informatik</strong>, insbesondere Wissenstechnologie<br />

und –management“<br />

41


AGIS - SWT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

42<br />

Rathlev, Jörg:<br />

Mitglied der Berufungskommission W3 Softwaretechnik<br />

Schmolitzky, Axel:<br />

Mittelbauvertreter, Promotionsausschuss <strong>Informatik</strong><br />

Mittelbauvertreter, Studienkommission <strong>Informatik</strong><br />

Mittelbauvertreter, Arbeitsgruppe Qualitätsmanagement <strong>Informatik</strong><br />

Mittelbauvertreter, Studiengebührenkommission <strong>Informatik</strong> (seit 11/<strong>2008</strong>)<br />

Züllighoven, Heinz:<br />

Stellv. Vorsitzender der Berufungskommission W3 Softwaretechnik<br />

Vorsitzender des Prüfungsausschusses Wirtschaftsinformatik (Diplomstudiengang)<br />

Stellv. Vorsitzender des Prüfungsausschusses Wirtschaftsinformatik (Bachelor-Studiengang)<br />

Stellv. Vorsitzender des gemeinsamen Ausschusses Wirtschaftsinformatik<br />

Mitglied des erweiterten Department-Vorstands<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Floyd, Christiane:<br />

Gutachterin für die VolkswagenStiftung<br />

Schmolitzky, Axel:<br />

Mitglied, Programmkomitee Software Engineering im Unterricht der Hochschulen (SEUH) 2009<br />

Züllighoven, Heinz:<br />

Gutachter, Berufungsverfahren "Softwarearchitekturen", <strong>Universität</strong> Wien<br />

Mitglied, Programmkomitee Engineering of Computer Based Systems (ECBS) <strong>2008</strong><br />

Mitglied, Programmkomitee Engineering of Computer Based Systems (ECBS) 2009<br />

Mitglied, Programmkomitee Software Engineering <strong>2008</strong><br />

Mitglied, Programmkomitee Software Engineering 2009<br />

Mitglied, Programmkomitee Software Engineering im Unterricht der Hochschulen (SEUH) 2009<br />

Mitglied, Programmkomitee International Symposium on End User Development (IS-EUD) 2009<br />

Mitglied, Programmkomitee Modellierung <strong>2008</strong><br />

Gutachter, Journal of Enterprise Information Management (JEIM)<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Bleek, Wolf-Gideon; Floyd, Christiane; Lilienthal, Carola:<br />

Workshop on Current Trends in Software Architecture, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Februar <strong>2008</strong><br />

Gryczan, Guido; Züllighoven, Heinz:<br />

OO-DACH <strong>2008</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, September <strong>2008</strong><br />

Sonstige Aktivitäten<br />

Schmolitzky, Axel:<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Workshop „Greenfoot“ auf dem Girls’ Day, April <strong>2008</strong><br />

5. Hochschulberatung an der <strong>Universität</strong> Addis Abeba<br />

Floyd, Christiane<br />

Im Zusammenhang mit dem Forschungsschwerpunkt 2.5 „Anwendungsorientierte Softwaretechnik für<br />

Entwicklungsländer am Beispiel Äthiopien“ wurde im Juli 2006 eine internationales Netzwerk INJERA-IT<br />

(International Network Joining Ethiopia in Research and Application) ins Leben gerufen, das die<br />

Zusammenarbeit mit Äthiopien auf dem Gebiet der anwendungsnahen <strong>Informatik</strong> fördern soll. Dies hat<br />

maßgeblich dazu beigetragen, dass die AAU unter Federführung von Tesfaye Biru einen<br />

Promotionsstudiengang im Bereich Information and Communication Technologies aufgebaut hat.<br />

Das Promotionsstudium umfasst sechs Richtungen: Software Engineering, Information Systems, Information<br />

Retrieval, Natural Language Processing, Information Processing Networks und Wireless Communication<br />

Systems. Das Zustandekommen des Promotionsstudiengangs hängt entscheidend von internationaler<br />

Beteiligung beim Aufbau des Curriculums, bei der Lehre, der Förderung einer Forschungskultur sowie der<br />

(Mit-)Betreuung von Dissertationsvorhaben ab. Dabei kommt dem INJERA-IT Netzwerk eine hervorragende<br />

Rolle zu.<br />

Christiane Floyd ist seit Juli 2007 Hochschulberaterin an der AAU im Rahmen des Hochschulberatungsprogramms<br />

des DAAD. Die Förderung umfasst:<br />

• vier Beratungsbesuche an der AAU im Zeitraum von September 2007 bis September 2009, dabei<br />

trägt der DAAD die Reisekosten, die AAU die Aufenthaltskosten,<br />

• ein Kurzzeitstipendium nach Deutschland für drei WissenschaftlerInnen der AAU für drei Wochen,<br />

• Sachmittelkosten im Umfang von €3500,- sowie einen Sachmittelzuschuss bis zu €2500,-.<br />

Die Beratung dient der Durchführung von Aufgaben auf verschiedenen Ebenen (aus dem Antrag zitiert):


AB Softwaretechnik SWT - AGIS<br />

• to coordinate cooperation efforts in and around software engineering, as already initiated in<br />

<strong>Hamburg</strong>, Berlin and Linz, and seek to initiate further cooperation;<br />

• to help expand the cooperation between Ethiopian and German universities so as to eventually<br />

cover all research groups of the PhD program;<br />

• Giving feedback so as to enhance the PhD curriculum and its implementation;<br />

• Helping to establish structures to implement the PhD program and to ensure quality;<br />

• Contributing to the PhD program in my area of specialization, Software Engineering;<br />

• Offering seminars on special topics to faculty and post-graduate students;<br />

• Acting as an adviser to Ethiopian faculty members supervising PhD students;<br />

• Providing guidance as a co-adviser for PhD students.<br />

Der erste Beratungsbesuch erfolgte im September / Oktober 2007 und diente der Unterstützung beim Aufbau<br />

des gesamten Studienprogramms, das zu dieser Zeit gegründet wurde.<br />

Im Berichtszeitraum wurden die Kernveranstaltungen des Software-Engineering Curriculums aufgebaut und<br />

für die Studierenden des ersten Jahrgangs teilweise durchgeführt.<br />

Vom 25.1. bis 16.2. waren drei äthiopische Gäste – Dr. Worku Alemu, Dr. Rahel Bekele und Ms. Ethiopia<br />

Tadesse – mit einem Kurzzeitstipendium des DAAD an der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, um die hier gelehrten<br />

Ansätze kennen zu lernen und ein Projektstudium vorzubereiten. In diese Vorbereitungszeit war auch ein<br />

Workshop über Current Trends in Software Architecture mit internationaler Beteiligung integriert.<br />

Außerdem fanden im Jahre <strong>2008</strong> zwei weitere Beratungsbesuche statt:<br />

• Während des zweiten Beratungsbesuchs vom 1.-30. März <strong>2008</strong> wurde die Lehrveranstaltung<br />

Software Design and Management durchgeführt. Außerdem fand in diesem Zeitraum ein<br />

Internationaler Workshop zur Gründung des PhD-Progamms in Information Systems statt.<br />

• Der dritte Beratungsbesuch fand vom 13.10. bis 22.11. statt. In diesem Zeitraum wurden zwei Kurse<br />

Advanced Seminar in SE I sowie Research Methodology and Ethics veranstaltet. Ferner wurden die<br />

Studierenden bei der Erarbeitung ihrer Research Proposals beraten. Am 17.1.0. erfolgte außerdem<br />

die Disputation von Tesfaye Biru in Form einer Videokonferenz zwischen dem Civil Service<br />

College in Addis Abeba und dem Department <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>.<br />

Der vierte Beratungsbesuch ist für März 2009 geplant.<br />

43


AGIS - SWT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

44


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

Arbeitsbereich<br />

Kognitive Systeme (KOGS)<br />

und Labor für Künstliche Intelligenz (LKI)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus R, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2450, Fax: +49 40 428 83-2572<br />

http://kogs-www.informatik.uni-hamburg.de und http://lki-www.informatik.uni-hamburg.de<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Ph.D. Bernd Neumann, Dr. Leonie Dreschler-Fischer, Dr.-Ing. H. Siegfried Stiehl (Vizepräsident der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>)<br />

VertretungsprofessorInnen:<br />

Dr. Peer Stelldinger<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inform. Wilfried Bohlken (ab 4/<strong>2008</strong>), Dr. Andreas Günter (Leiter des LKI), Dipl.-Inform. Johannes<br />

Hartz, Dipl.-Inform. Rainer Herzog (ab 4/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inform. Arne Kreutzmann (ab 4/<strong>2008</strong>), Dr. Hans<br />

Meine, Dipl.-Inform. Benjamin Seppke, Dipl.-Inform. Leonid Tcherniavski, M.Sc. Kasim Terzić<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Gäste:<br />

Dieter Jessen, Heidi Oskarsson<br />

Michal Huflejt (MedSet, <strong>Hamburg</strong>)<br />

Shubhlata Vashist<br />

Roberto Fraile (<strong>Universität</strong> Leeds)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Der Arbeitsbereich Kognitive Systeme (AB KOGS) besteht seit Beginn der <strong>Informatik</strong> an der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong> im Jahre 1971. Zu seinem ursprünglichen Arbeitsschwerpunkt in der Bildverarbeitung sind im<br />

Laufe der Jahre weitere Arbeitsschwerpunkte aus der Künstlichen Intelligenz hinzugetreten. Die<br />

universitären Stellen des Arbeitsbereichs (im Berichtszeitraum 3 Professuren, 1 wissenschaftlicher<br />

Mitarbeiter, 1 Techniker, 1 fremdsprachliche Angestellte) decken nur einen Teil der Aktivitäten ab; ein<br />

größerer Teil wird durch Drittmittelprojekte finanziert.<br />

Das wissenschaftliche Programm des Arbeitsbereichs zielt darauf ab, den Bogen von theoretischen<br />

Grundlagen bis hin zu Anwendungsentwicklungen zu spannen. Dazu besteht eine enge Zusammenarbeit mit<br />

dem Labor für Künstliche Intelligenz (LKI) des <strong>Fachbereich</strong>es <strong>Informatik</strong>.<br />

Das LKI ist ein 1988 gegründetes Kompetenzzentrum für Anwendungen der Künstlichen Intelligenz. Mit<br />

dem Ziel des Technologietransfers bietet das LKI Forschung und Entwicklung in Kooperation mit<br />

Unternehmen sowie Ausbildung und Beratung für zahlreiche Einsatzfelder an. Das LKI greift dabei auf<br />

langjährige Erfahrungen mit industriellen Anwendungen sowie erfolgreiche Forschungen in einem breiten<br />

Methodenspektrum zurück, u.a. Modellierung und Simulation technischer Anlagen, rechnergestützte<br />

Diagnose und Konfigurierung, Falldatenauswertung, Informations- und Wissensmanagement, Zeichnungsanalyse<br />

und Bildverarbeitung. Die Arbeiten finden in Kooperation mit dem Projektbereich "Intelligente<br />

Systeme" des <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Centers HITeC statt, und einige der Projekte werden auch<br />

über HITeC abgewickelt.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Die Forschungsschwerpunkte des Arbeitsbereichs liegen im wesentlichen im Gebiet Künstliche Intelligenz,<br />

einem Teilgebiet der <strong>Informatik</strong>. Sie besitzen interdisziplinäre Bezüge zur Mathematik, zur Kognitionswissenschaft,<br />

zur Neuroinformatik, zu verschiedenen Ingenieurwissenschaften, zur Medizin sowie einer<br />

Vielzahl von Anwendungsgebieten.<br />

45


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

46<br />

Ein wesentlicher Teil der Arbeiten ist dem Gebiet Bildverstehen zuzuordnen, insbesondere der Primären<br />

Bildanalyse, der Höheren Bilddeutung, der medizinischen Bildanalyse und der Luftbildauswertung. Die Primäre<br />

Bildanalyse umfasst diverse Einzelthemen, z.B. Detektion von markanten Punkten, Multiskalenverfahren<br />

bei der Kantenbestimmung, Segmentierung, Bewegungsanalyse sowie Arbeiten zu systematischen<br />

algorithmischen Realisierungen und Validierungen. Es werden auch Neuronale Netze als<br />

Verarbeitungsmodelle untersucht. Als konkrete Untersuchungsgegenstände werden Ansichten der natürlichen<br />

Umwelt sowie medizinisches Bildmaterial und auch historische Manuskripte sowie dreidimensionale<br />

Oberflächenmodelle verwendet.<br />

In der Höheren Bilddeutung befasst sich der Arbeitsbereich mit der wissensbasierten Interpretation von<br />

komplexen statischen und zeitveränderlichen Szenen, z.B. im Kontext von Smart-Room-Anwendungen oder<br />

Monitoring-Aufgaben in der natürlichen Umwelt. Untersuchungsschwerpunkte sind die Repräsentation<br />

räumlich-zeitlicher Zusammenhänge mit Methoden der formalen Wissensrepräsentation, probabilistische<br />

Techniken zur Szeneninterpretation und Verfahren zur erwartungsgesteuerten Bildanalyse.<br />

Weitere Schwerpunkte sind sowohl Methoden der Visualisierung, sowohl bei der Programmierung als auch<br />

zur Gestaltung von Benutzungsschnittstellen, als auch Geometrieverarbeitung.<br />

Arbeiten zu Grundlagen der Wissensrepräsentation befassen sich vorwiegend mit zeitlichen und räumlichen<br />

Repräsentationsformalismen, insbesondere mit Beschreibungslogiken. Dabei geht es sowohl um die<br />

theoretische Fundierung von Inferenzdiensten als auch ihre effiziente Implementierung.<br />

Die Forschungsschwerpunkte des LKI wurden im Berichtszeitraum im wesentlichen beibehalten. Es sind dies<br />

wissensbasierte Unterstützungssysteme für zahlreiche Anwendungsgebiete, insbesondere:<br />

• Diagnose und Störfallbehandlung<br />

• Konfigurierung und Konstruktion<br />

• Zeichnungsinterpretation<br />

• Bildauswertung<br />

• Semantic-Web-Anwendungen<br />

• Wissensmanagement<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• Beiersdorf AG, <strong>Hamburg</strong><br />

• C/S Enformasyon Teknolojileri Limited Sirketi, Ankara, Türkei<br />

• Daimler-Benz AG, Stuttgart<br />

• evotec technologies<br />

• EyeC GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• Gimmahot, <strong>Hamburg</strong><br />

• MAZ Level One, <strong>Hamburg</strong><br />

• MedSet Medizintechnik GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• Philips Forschungslaboratorien, <strong>Hamburg</strong><br />

• PRO DV Software AG, Dortmund<br />

• ServiceXpert GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• Siemens AG, Erlangen<br />

• UAB Algoritmu Sistemos, Vilnius, Lettland<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• Asien-Afrika-Institut, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

• Arbeitsgruppe CENSIS, Dept. Physik, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

• Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V., München<br />

• <strong>Hamburg</strong>er Sternwarte, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

• Institut für Angewandte Dept. Physik, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

• II. Institut für Experimentalphysik, Dept. Physik, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

• Institut für Friedensforschung und Sicherheitspolitik (IFSH), <strong>Hamburg</strong><br />

• Institut für <strong>Informatik</strong>, TU München<br />

• Institut für Photogrammetrie, <strong>Universität</strong> Bonn<br />

• Institut für Sprachen und Kulturen des Vorderen Orients, Friedrich-Schiller-<strong>Universität</strong> Jena<br />

• Institut für Stadt-, Regional- und Umweltplanung, TU <strong>Hamburg</strong>-Harburg<br />

• Interdisciplinary Nanoscience Center <strong>Hamburg</strong> (INCH)<br />

• Meteorologisches Institut, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

• Neuroimaging Center UKE, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

• <strong>Universität</strong> Koblenz-Landau<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• Akka Technologies, Toulouse<br />

• Center for Machine Perception, Uni Prag<br />

• Centrum för Bildanalysis, Uppsala University, Schweden<br />

• CIS Department, Temple University, Philadelphia, USA<br />

• Computational Vision Group, Uni Reading<br />

• Department of Electronic and Electrical Engineering, Imperial College London, UK<br />

• Heriot-Watt University, Edinburgh, Grossbritannien<br />

• Infovide Spolka Akcyjna, Warschau, Polen<br />

• INRIA, Sophia AntipolisToulouse Blagnac Airport<br />

• Knowledge Representation and Reasoning, Uni Leeds<br />

• Kung. Tekniska Högskolan Stockholm, Schweden<br />

• Latvijas Universitates Matematikas un <strong>Informatik</strong>as Instituts, Riga, Litauen<br />

• Politechnika Warszawska, Warschau, Polen<br />

• Rijksuniversiteit Groningen, Niederlande<br />

• School of Computing, Leeds University, UK<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Wien, Österreich<br />

Ausstattung<br />

17 PC , 5 Notebook, 3 Apple Workstation/imac, 3 Powerbook, 4 Drucker und ein Großformatdrucker, 1<br />

Canon Eos Digitalkamera<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

2.1 Etatisierte Projekte<br />

2.1.1 Wissensbasierte Bilddeutung<br />

Neumann, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

bis 09/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Zentrales Thema des Projektes ist die Erforschung des Grenzbereichs zwischen Bildverstehen und<br />

Wissensrepräsentation: Wie können Erfahrungen und Alltagswissen zur Deutung von Szenen ausgenutzt<br />

werden? Auf der Seite der Wissensrepräsentation geht es um die fundierte Repräsentation von räumlichzeitlichen<br />

Zusammenhängen zwischen mehreren Objekten, z.B. in alltäglichen Handlungen. Dazu wird ein<br />

breites Spektrum von Repräsentationsformalismen von Beschreibungslogiken bis hin zu probabilistischen<br />

Modellen untersucht. Auf der Seite der Bildverarbeitung geht es im wesentlichen um Methoden der<br />

hypothetischen Szeneninterpretation unter Ausnutzung von Kontext und Vorwissen, nach dem Motto "Vision<br />

is controlled halluzination" (Clowes 1972). Es werden auch Möglichkeiten der top-down Steuerung von<br />

Bildanalyseverfahren untersucht sowie grundsätzliche Fragen bei der Gestaltung der Schnittstelle zwischen<br />

Signal- und Symbolverarbeitung.<br />

Im Berichtszeitraum wurde ein probabilistisches Präferenzmaß zur Unterstützung der logikbasierten<br />

Szeneninterpretation weiterentwickelt. Es stützt sich auf ein Bayes Netz, dessen Struktur mit der<br />

Aggregatestruktur der konzeptuellen Wissensbasis korrespondiert. In einer Diplomarbeit (Feng Wang) wurde<br />

ein darauf basierendes Inferenzsystem für Gauss-Verteilungen implementiert. Weitere Arbeiten zur<br />

wissensbasierten Bilddeutung fanden im Kontext des EU-Projektes eTRIMS statt (s. 2.2.1).<br />

Schlagwörter:<br />

Wissensbasierte Bilddeutung; Höhere Bilddeutung; Szeneninterpretation, Probabilistische Inferenzen<br />

47


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

48<br />

Möller, R.; Neumann, B.: Ontology-Based Reasoning Techniques for Multimedia Interpretation and<br />

Retrieval. In: Y. Kompatsiaris, P. Hobson (Eds.): Semantic Multimedia and Ontologies: Theory and<br />

Applications, Springer <strong>2008</strong>, 55-98<br />

Neumann, B.; Möller, R.: On Scene Interpretation with Description Logics, in: Cognitive Vision Systems,<br />

H.-H. Nagel und H. Christensen (Hrsg.), Springer, LNCS 3948, 2006, 247-275<br />

Terzic, K.; Hotz, L.; Neumann, B.: Division of Work During Behaviour Recognition - The SCENIC<br />

Approach. Workshop on Behaviour Monitoring and Interpretation BMI-07, KI-07, 2007<br />

2.1.2 Einfluss des Digitalisierungsprozesses auf geometrische und topologische Bildinformationen<br />

Stelldinger, Peer, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 7/2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ein Ziel der Bildverarbeitung ist es, durch Interpretationen von digitalen<br />

Bildern Rückschlüsse auf die reale, kontinuierliche Welt zu ziehen. Dafür<br />

ist wichtig zu wissen, wie sich der Prozess der Bilddigitalisierung auf die<br />

Bildinformationen auswirkt. Der klassische informationstheoretische<br />

Ansatz nach Shannon et al. ist hier aus zwei Gründen unzureichend:<br />

Erstens sind reale Szenen selten bandbegrenzt und zweitens handelt es<br />

sich um eine eindimensionale Theorie, deren Erweiterung auf höhere<br />

Dimensionen spezielle, intrinsisch höherdimensionale Effekte nicht<br />

beachtet. In diesem Projekt untersuchen wir den Einfluss des<br />

Digitalisierungsvorganges auf typisch zwei- und mehrdimensionale Eigenschaften, wie Form und<br />

Ausrichtung. Ziel ist die Erstellung einer Theorie, die erklärt, welche topologischen und geometrischen<br />

Bildeigenschaften unter welchen Umständen bei der Digitalisierung erhalten bleiben.<br />

Vor dem Berichtszeitraum wurden zahlreiche Abtasttheoreme entwickelt, nach denen vor allem im zwei- und<br />

dreidimensionalen Fall verschiedene Klassen von Objektformen mit beliebigen, sogar irregulären<br />

Abtastgittern hinreichender Dichte unter Verwendung unterschiedlicher Digitalisierungsmodelle korrekt<br />

digitalisiert werden können. kann. Die Modelle sind sowohl auf Grauwertbilder als auch auf die Anwendung<br />

verschiedener Weichzeichnungsfilter anwendbar. Diese Ergebnisse wurden auf höherdimensionale Räume<br />

erweitert und mit der Erforschung von oberflächenbasierten Digitalisierungsmodellen zusammengeführt.<br />

Diese basieren auf der Abtastung des Randes von Objekten, statt auf der Abtastung der Objekte selbst. Damit<br />

wurden erste Abtasttheoreme für Volumendatensätze hergeleitet, die mit nichtregulären Objektformen und<br />

verrauschten Abtastpunkten zurechtkommen.<br />

Im Berichtszeitraum wurden die bei der Abtastung auftretenden Fehler quantitativ und qualitativ analysiert.<br />

Des weiteren wurden die Abtasttheoreme bezüglich ihrer Robustheit weiterentwickelt.<br />

Schlagwörter:<br />

Bilddigitalisierung; Abtastung; Abtasttheorem; Formerhalt<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich: .<br />

Köthe, U.; Stelldinger, P.; Meine, H.: Provably Correct Edgel Linking and Subpixel Boundary<br />

Reconstruction, in: K. Franke et al. (Eds.): Pattern Recognition, Proceedings of DAGM 2006, Lecture<br />

Notes in Computer Science 4174, pp. 81-90, Heidelberg: Springer, 2006.<br />

Meine, H.; Köthe, U.; Stelldinger, P.: A Topological Sampling Theorem for Robust Boundary<br />

Reconstruction and Image Segmentation, Discrete Applied Mathematics Journal (DAM), DGCI Special<br />

Issue, <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Image Digitization and its Influence on Shape Properties in Finite Dimensions, in:<br />

Ausgezeichnete <strong>Informatik</strong>dissertationen 2007, GI-Edition, Lecture Notes in Informatics, Seiten 291-300,<br />

<strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Image Digitization and its Influence on Shape Properties in Finite Dimensions, Dissertationen<br />

in Künstlicher Intelligenz, DISKI 312, <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.; Köthe, U;, Meine, H;: Topologically Correct Image Segmentation Using Alpha Shapes,<br />

University of <strong>Hamburg</strong>, Department of Computer Science, Technical Report FBI-HH-M-336/06.


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

Stelldinger, P.; Köthe, U.; Meine, H;: Topologically Correct Image Segmentation Using Alpha Shapes, in: A.<br />

Kuba, L.G. Nyul, K. Palagyi (Eds.): Discrete Geometry for Computer Imagery, Proceedings of DGCI<br />

2006, Lecture Notes in Computer Science 4245, pp. 542-554, Heidelberg: Springer, 2006.<br />

Stelldinger, P.; Latecki, L. J.; Siqueira, M.: Topological Equivalence between a 3D Object and the<br />

Reconstruction of its Digital Image, in: IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI),<br />

Vol. 29, Issue 1, January 2007<br />

Stelldinger, P.; Terzić, K.: Digitization of Non-regular Shapes in Arbitrary Dimensions, in: Image and Vision<br />

Computing Volume 26, Issue 10, pp. 1338-1346, 1 October <strong>2008</strong><br />

Strand, R.; Stelldinger, P.: Topology Preserving Marching-Cubes-like Algorithms on the Face-Centered<br />

Cubic Grid, in: Proceedings of the 14th International Conference on Image Analysis and Processing,<br />

ICIAP 2007, Los Alamitos: IEEE Conference Publishing Services, 2007.<br />

2.1.3 Nervenfaser-Tracking im Gehirn anhand diffusionsgewichteter MRI-Daten<br />

Stein, Niklas (UKE); Stiehl, H. Siegfried, Prof. Dr.-Ing.; Büchel, Christian, Prof. Dr. med. (UKE)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

7/2006 bis 6/2009<br />

Projektbeschreibung:.<br />

Die Entwicklung von Fiber-Tracking-Verfahren ist ein schnell wachsendes Feld der DTI-MR-Bildanalyse.<br />

Bisherige Fiber-Tracking-Algorithmen, ob deterministisch oder probabilistisch, gestatten keine quantitativen<br />

Wahrscheinlichkeitsaussagen hinsichtlich der Konnektivität von Hirnarealen. Auch bereiten lokale<br />

Diskontinuitäten, hervorgerufen durch Rauschen oder Faserkreuzungen und -verzweigungen<br />

Schwierigkeiten, ein konsistentes Tracking vorzunehmen.<br />

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Tracking-Verfahrens, dass unter Verwendung anatomischer a<br />

priori-Information eine a posteriori-Wahrscheinlichkeit für die berechneten Faserverläufe liefert. Hierbei<br />

werden Faserverläufe in Form von analytisch darstellbaren Raumkurvensegmenten, die über die unmittelbare<br />

Nachbarschaft des Ausgangspunktes hinausgehen, hinsichtlich ihrer Plausibilität optimiert, um Robustheit<br />

bei Diskontinuitäten zu bieten. Die Entwicklung des Verfahrens erfolgt dabei unter dem Aspekt, auch für<br />

Diffusionstensoren höherer Ordnung anwendbar zu sein.<br />

Das Projekt erfolgt im Institut für Systemische Neurowissenschaften des <strong>Universität</strong>sklinikums <strong>Hamburg</strong>-<br />

Eppendorf. Die Berücksichtigung medizinischer Aspekte erfolgt durch die Betreuung von Prof. Dr. Christian<br />

Büchel, der dieses Projekt initiiert hat. Die Validierung des Verfahrens soll im Anschluss an einem post<br />

mortem Präparat durch den Neuroanatomen Hubertus Axer in Jena erfolgen.<br />

Schlagwörter:<br />

Fiber Tracking; Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie, Tensoralgebra höherer Ordnung<br />

2.1.4 Anwendungen wissensbasierter Systeme, Diagnose und Konfigurierung<br />

Günter, Andreas, Dr.; Hotz, Lothar, Dr. (HITeC); Neumann, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1/1985<br />

Projektbeschreibung:<br />

Der hier verfolgte Ansatz zur Anwendung von wissensbasierten Methoden im Bereich der Diagnose,<br />

Konfigurierung und Modellierung von komplexen technischen Systemen beruht im wesentlichen auf einer<br />

objekt-orientierten Modellierung und Verhaltenssimulation technischer Systeme, wodurch Wiederverwendbarkeit<br />

und Generizität der Verfahren erhöht werden. Arbeiten im Berichtszeitraum zielten vorwiegend<br />

darauf ab, die Ergebnisse der vorangegagenen BMBF-geförderten Verbundvorhaben im Hinblick auf die<br />

Verwendbarkeit in verschiedenen Anwendungsbereichen weiterzuentwickeln. Insbesondere wurden Arbeiten<br />

zur Software-Konfigurierung durchgeführt. Siehe dazu auch 2.2.3.<br />

Schlagworte:<br />

Wissensbasierte Systeme; Konfigurierung; Diagnose<br />

2.1.5 Wissensmanagement<br />

Günter, Andreas, Dr.; Neumann, Bernd, Prof. Dr.<br />

49


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

50<br />

1/2001 bis 9/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Themenbereich Wissensmanagement werden Verfahren zum intelligenten Informationszugriff mit dem<br />

Ziel entwickelt, große Mengen schwach strukturierter Informationen (wie sie z.B. das Internet bietet) für<br />

benutzerspezifische Zwecke nutzbar zu machen. Als besonderer Ansatz wird der beispielbasierte Zugriff<br />

entwickelt und angewendet. Der Themenbereich Wissensmanagement spricht darüberhinaus Fragen der<br />

Informationsstrukturierung an, für die vielfältige Methoden aus dem Forschungsgebiet "Künstliche<br />

Intelligenz" vorliegen und anwendungsorientiert genutzt werden können, z.B. die Verwendung von<br />

Begriffssystemen (Ontologien) oder die Entdeckung von Zusammenhängen durch Data-Mining.<br />

Wissensmanagement ist ein interdisziplinäres Forschungsthema, mit dem sich der Arbeitsbereich KOGS<br />

vorwiegend aus der Perspektive der semantischen Beschreibungssprachen, insbesondere der<br />

Beschreibungslogiken befasst. Mit Zielvorstellungen ähnlich dem Semantic Web wird untersucht, wie<br />

Wissensrepräsentationsformalismen zur Erfassung, Pflege und Analyse von Wissen aus<br />

Anwendungsdomänen verwendet werden können.<br />

Schlagwörter:<br />

Wissensmanagement; Ontologien; Semantic Web<br />

2.1.6 Analyse antiker chinesischer Handschriften<br />

Meine, Hans, Dr.; Neumann, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

1/2006 bis 1/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

In den letzten Jahrzenten wurden in China zahlreiche gut erhaltene Handschriften<br />

gefunden, die teilweise über 2000 Jahre alt sind und damit einzigartige Einblicke in die<br />

Anfänge der chinesischen Kultur erlauben. Durch die großen Erfahrungen der<br />

europäischen Forschung auf dem Gebiet der wissenschaftlichen Handschriftenanalyse<br />

ergeben sich interessante Kooperationsmöglichkeiten, in denen das Asien-Afrika-Institut<br />

der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, mit dem wir in diesem Projekt zusammenarbeiten, eine führende<br />

Rolle spielt.<br />

Um zu vermeiden, dass die Deutungen der antiken Schriften durch das moderne Textverständnis verfälscht<br />

werden, soll sich die Analyse auf möglichst objektive Kriterien, wie z.B. individuelle<br />

Handschriftenmerkmale, Zuordnung zu Schreibschulen, Analyse der Schreibreihenfolge etc., stützen. Die<br />

Bildverarbeitung ist ein vorzügliches Mittel, um solche Merkmale aus dem vorliegenden Bildmaterial zu<br />

gewinnen. Es hat sich gezeigt, dass unsere subpixel-genauen Segmentierungsverfahren die Zeichen so genau<br />

extrahieren können, dass aussagekräftige Messungen auch bei nicht-optimaler Bildqualität möglich werden.<br />

Erste Experimente haben z.B. ergeben, dass automatische bzw. halb-automatische Verfahren sehr genau die<br />

zuvor händisch vorgenommenen Messungen (z.B. Strichrichtung) reproduzieren und eine Reihe neuer<br />

Merkmale zugänglich machen, die für eine händische Analyse zu aufwändig wären. Hier erwarten wir in den<br />

nächsten Jahren noch viele interessante Ergebnisse.<br />

Schlagwörter:<br />

Handschriftenerkennung; Segmentierung; Ähnlichkeitssuche; chinesische Schriftzeichen<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Köthe, U.; Meine, H.: Merkmalsextraktion für eine automatische Bildsuche, in: G. Stanke, A. Bienert, J.<br />

Hemsley, V. Cappellini (Eds.): Konferenzband EVA 2006 Berlin, Elektronische Bildverarbeitung und<br />

Kunst, Kultur, Historie, Berlin, 2006, pp. 47-53.<br />

2.1.7 Berechnung der Strömung der Meeresoberfläche anhand von Satellitenbildern<br />

Dreschler-Fischer, Leonie, Prof. Dr.; Seppke, Benjamin<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

11/2007 bis 10/2010


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

Projektbeschreibung:<br />

In Zusammenarbeit mit Dr. Martin Gade von dem Zentrum für Marine und<br />

Atmosphärische Wissenschaft (ZMAW) der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> werden in einem<br />

mehrjährigen Projekt neue Verfahren zur Bestimmung der Strömung an der<br />

Meeresoberfläche entwickelt. Ziel ist die Berechnung der tatsächlichen<br />

Oberflächenströmung mit einer Auflösung, die höher ist als die aktueller<br />

Strömungsmodelle.<br />

In der Meereskunde besteht zurzeit ein deutlich gewachsenes Interesse an möglichst<br />

genauen und somit auch hochauflösenden Strömungsmessungen. Aktuelle Strömungsmodelle eignen sich<br />

aufgrund der beschränkten Auflösung oft nicht, um Phänomene zu erklären, die lokal und auf kleinen Skalen<br />

auftreten. Außerdem führt eine höhere Auflösung der Strömungsmessung zu einer Verbesserung der<br />

Vorhersagekraft. Alternative Messungen mit Bojen oder HF-Radar sind hingegen oft zu teuer und räumlich<br />

nur stark beschränkt einsetzbar. Daher wird im Rahmen dieses Projektes die Ermittlung der Meeresströmung<br />

mithilfe von Satellitenbildern untersucht. Die Meereskunde liefert hierfür ausgewählte Satellitendaten,<br />

Wissen über die abgebildete Meeresoberfläche und Modelldaten der Oberflächenströmung.<br />

Es wurden sowohl Verfahren zur Bewegungsdetektion implementiert als auch bestehende Verfahren<br />

verbessert, so dass die Ergebnisse bereits jetzt recht vielversprechend sind. Um die Qualität der Verfahren<br />

aber weiterhin zu erhöhen, soll zunehmend höheres Wissen eingebracht werden. Zudem soll ein einheitliches<br />

Rahmenwerk für die Berechnung der Oberflächenströmung aus Satellitenbildern geschaffen werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Bildanalyse; Bewegungsdetektion; Meeresströmung; Meereskunde<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Gade, M.; Fiedler, G.; Dreschler-Fischer, L.: Mesoscale Sea Surface Currents Derived from Multi-Sensor<br />

Satellite Imagery, ENVISAT-Symposium, Montreux, Schweiz. <strong>2008</strong>2.1.8 Visualisierung und<br />

Bewegungsmessung von stellaren Masern anhand von Radioteleskopmessungen<br />

Dreschler-Fischer, Leonie, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 01/2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Dieses Projekt wird gemeinsam mit Dr. Dieter Engels von der <strong>Hamburg</strong>er<br />

Sternwarte durchgeführt, der die Messdaten zur Verfügung gestellt hat. In den<br />

abgestoßenen Hüllen von roten Riesensternen finden sich häufig Maser, die<br />

mittels Radioteleskopen beobachtet werden können.Die genaue Beobachtung der<br />

Maser gibt nützliche Hinweise für die bessere Modellierung der<br />

Sternatmosphären und den Materiefluss der Sterne.<br />

Es standen zwei Arten von Messdaten zur Verfügung: Hochauflösende<br />

Radiospekten, in denen die Radialgeschwindigkeiten der Maser über den Dopplereffekt gemessen werden<br />

kann, und wenige, sehr grob aufgelöste Bilder, in denen der Ort der Maser gemessen werden kann. Die<br />

Bewegungsmessung ist aufwendig, da das Korrespondenzproblem bei dieser Art der Daten sehr schwierig ist.<br />

Zum einen ist der zeitliche Abstand der Messungen groß, und zum zweiten können die Maser im Spektrum<br />

nur schwer getrennt werden, wenn sie die gleiche Radialgeschwindigkeit haben.<br />

In der Diplomarbeit von Kay Galba wurde das Korrespondenzproblem zunächst von Hand gelöst und ein<br />

modulares Rahmenwerk in Java zur Visualisierung der Messdaten entwickelt und implementiert und mit<br />

einer Messreihe für den Stern "RX Boo" erprobt.<br />

Hierauf aufbauend wurde ein regelbasiertes Verfahren zum Verfolgen der Maser entwickelt, bei dem<br />

zunächst über eine Ballungsanalye grob die Position und die Anzahl der Maser gefunden wird. Als Startwerte<br />

dienen die Positionen in den vorherigen Messungen. Anschließend werden die Überlagerungen durch eine<br />

Schätzung der Mischdichte aufgelöst und die Maser genauer lokalisiert.<br />

Für das Tracking werden Grenzen an die Radialbeschleunigung und die Änderung der Intensität gelegt. Es<br />

liegen erste, vielversprechende Ergebnisse für eindimensionale Spektren vor. Als nächster Schritt sollen die<br />

Korrespondenzregeln mittels Beschreibungslogik formalisiert und für die 2D-Karten erweitert werden.<br />

51


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Schlagwörter:<br />

52<br />

Bildanalyse; Korrespondenzproblem; Tracking<br />

2.2 Drittmittelprojekte<br />

2.2.1 eTraining for Interpreting Images of Man-made Scenes (eTRIMS)<br />

Hartz, Johannes; Hotz, Lothar, Dr. (HITeC); Kreutzmann, Arne; Neumann, Bernd, Prof. Dr.; Terzic, Kasim<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/2006 bis 9/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Projektpartner in diesem von der EU geförderten Projekt sind<br />

• Institut für Photogrammetrie, Uni Bonn (Konsortiumsleiter)<br />

• Arbeitsbereich KOGS, Uni <strong>Hamburg</strong><br />

• HITeC, <strong>Hamburg</strong> (für das LKI)<br />

• Department of Electronic and Electrical Engineering, Imperial College London, UK<br />

• Center for Machine Perception, Uni Prag<br />

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Lernverfahren zur Interpretation von räumlichen Strukturen. z.B.<br />

in Ansichten von Gebäuden oder Luftbildaufnahmen von Städten. Zu den Aufgaben von KOGS gehört die<br />

Untersuchung von fallbasiertem Lernen sowie von hierarchischen probabilistischen Beschreibungsmethoden<br />

zur Unterstützung des Interpretationsprozesses. Hauptaufgabe des LKI ist die Realisierung eines<br />

Interpretationssystems, das mit den in eTRIMS entwickelten Lernverfahren zusammenarbeitet.<br />

Im Berichtszeitraum wurden Verfahren zum fallbasierten Lernen von räumlichen Aggregaten weiter<br />

entwickelt und zur Repräsentation unsicherer Strukturen erweitert (Johannes Hartz). Die Schnittstelle<br />

zwischen Bildanalyse und Bildinterpretation wurde weiter ausgebaut. Evidenz wird von einen durch Lernen<br />

bestimmten Entscheidungsbaum von Evidenzklassen gegliedert (Kasim Terzic). In den Arbeiten des LKI<br />

(Lothar Hotz) ging es um die Realisierung eines "Lernzyklus", bei dem gelernte Modelle von Fassaden und<br />

ihren Bestandteilen automatisch an annotierten Bildern überprüft und korrigiert werden. Zur<br />

probabilistischen Steuerung des Interpretationsprozesses wurde eine Bayes´sche Kompositionelle Hierarchie<br />

konzipiert und implementiert (Arne Kreutzmann).<br />

Schlagwörter:<br />

Wissensbasierte Szeneninterpretation, Lernen räumlicher Strukturen, fallbasiertes Lernen<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Hartz, J.; Neumann, B.: Learning a Knowledge Base of Ontological Concepts for High-Level Scene<br />

Interpretation, in: IEEE Proceedings International Conference on Machine Learning and Applications,<br />

2007 . Erschienen auch als Technical Report FBI-HH-B-277, University of <strong>Hamburg</strong> 2007<br />

Hotz, L.; Neumann, B.; Terzić, K.: High-level Expectations for Low-level Image Processing. Proc. KI-<strong>2008</strong>,<br />

Springer, <strong>2008</strong>, 87-94<br />

Hotz, L.; Neumann, B.; Terzić, K.; Sochman, J.: Feedback betweeen Low-level and High-level Image<br />

Processing, University of <strong>Hamburg</strong>, Department of Computer Science, Technical Report FBI-HH-B-<br />

278/07, University of <strong>Hamburg</strong> 2007<br />

Neumann, B.: Bayesian Compositional Hierarchies - A Probabilistic Structure for Scene Interpretation.<br />

Report FBI-HH-B-282/08, Department of Informatics, University of <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong>. Revised (Section<br />

6) Dec. <strong>2008</strong><br />

Terzic, K.; Hotz, L.; Neumann, B.: Division of Work During Behaviour Recognition – The SCENIC<br />

Approach, in: Proceedings of the Workshop on Behaviour Monitoring and Interpretation (BMI-2007,<br />

Osnabrück, September 2007<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: EU<br />

Personalmittel KOGS: Euro 250.000<br />

Personalmittel LKI/HITeC: Euro 132.000<br />

Gesamtmittel KOGS: Euro 457.700<br />

Gesamtmittel LKI/HITeC. Euro 187.600<br />

Laufzeit: 3 Jahre 6 Monate


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

2.2.2 Automatisierte Analyse und Visualisierung von 5D-Laserrastermikroskopiebildern<br />

Stiehl, H. Siegfried, Prof. Dr.-Ing.; Meine, Hans, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

12/2007 bis 12/2010<br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Rahmen des vom BMBF geförderten nationalen Projekts „5D-IVT zur Bestimmung menschlicher<br />

Hautzustände“ tritt der Arbeitsbereich KOGS als Unterauftragnehmer der Beiersdorf AG (Projektleiter Dr.<br />

Frank Fischer, Abteilung Strukturforschung) in Erscheinung. Die Inhalte des Forschungsauftrags sind u.a.<br />

• Charakterisierung der Abbildungseigenschaften neuartiger bildgebender Verfahren („5D-IVT“).<br />

Insbesondere sind die Bildeigenschaften von (dreidimensionalen) in-vivo-Aufnahmen humaner Haut<br />

von Interesse.<br />

• Klassifikation und Visualisierung der hochdimensionalen Mikroskopiebilder.<br />

Das Projekt baut auf vergangenen Arbeiten und Kooperationen zwischen der Fa. Beiersdorf und der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> auf.<br />

Schlagwörter:<br />

Bildanalyse in-vivo-Aufnahmen humaner Haut; Laserrastermikroskopie<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: Beiersdorf AG (BMBF)<br />

Personalmittel: Euro 60.000 jährlich, zzgl. Mwst.<br />

Laufzeit: 3 Jahre<br />

2.2.3 Requirements-Driven Software Development System (RedSeeDs)<br />

Hotz, L., Dr. (HITeC); Krebs, T. (HITeC); Neumann, B., Prof. Dr.; Wolter, K. (HITeC)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

9/2006 bis 8/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Projektpartner in diesem von der EU geförderten Projekt sind:<br />

• Infovide Spolka Akcyjna, Warschau, Polen (Konsortiumsleiter)<br />

• Politechnika Warszawska, Warschau, Polen<br />

• HITeC, <strong>Hamburg</strong> (für das LKI)<br />

• <strong>Universität</strong> Koblenz-Landau<br />

• Latvijas Universitates Matematikas un <strong>Informatik</strong>as Instituts, Riga, Litauen<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Wien, Österreich<br />

• Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V., München<br />

• UAB Algoritmus Sistemos, Vilnius, Lettland<br />

• C/S Enformasyon Teknolojileri Limited Sirketi, Ankara, Türkei<br />

• Pro DV Software AG, Dortmund<br />

• Heriot-Watt University, Edinburg, Grossbritannien<br />

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines offenen Frameworks, das eine szenario-getriebene<br />

Entwicklungsmethodik (präzise Spezifikationssprache und Vorgehensmodelle für den praktischen Einsatz)<br />

und durchgängige Werkzeugunterstützung für diese Methodik enthält. Grundsätzlich soll dabei fallbasierte<br />

Wiederverwendung eingesetzt werden. Ein wiederverwendbarer Fall besteht aus einer vollständigen Menge<br />

von durch Abbildungen und Transformationen eng verwobenen technischen Software-Artefakten (Modell<br />

und Programmcode), die von den initialen Benutzeranforderungen nahtlos zur ausführbaren Anwendung<br />

führen.<br />

Im Berichtszeitraum wurde ein Ähnlichkeitsmaß entwickelt und realisiert, welches semantische<br />

Ähnlichkeiten mit Hilfe von Ontologien wie z.B. WordNet herstellt. Dazu wurden die<br />

Beschreibungslogiksysteme RACER und Pellet eingesetzt, die Subsumptionsbeziehung vorhandener<br />

Software-Fälle berechnen und so taxonomische Ähnlichkeiten ermittelt.<br />

53


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

54<br />

Alle Arbeiten wurden gemeinsam von Lothar Hotz, Thorsten Krebs, Bernd Neumann und Katharina Wolter<br />

geleistet. Das Projekt wird durch HITeC e.V. für das Department <strong>Informatik</strong> durchgeführt.<br />

Schlagwörter:<br />

Fallbasiertes Konfigurieren, Metamodellierung, Anforderungsmodellierung<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Hotz, L.; Krebs, T.; Wolter, K.: What Can the ConIPF Methodology offer for Requirements-driven Reuseoriented<br />

Software Development? MorSe Workshop, M. Smialek (Hrsg.), Warschau, Polen, 2006<br />

Krebs, T.; Hotz, L.: Requirements-Driven Software Development System (RedSeeDs), A Project Outline,<br />

Workshop Planen und Konfigurieren, PUK ‘06, J. Sauer (Hrsg.), 2006<br />

Krebs, T.; Hotz, L.; Wolter, K.: Requirements-driven Software Development System (ReDSeeDS) - A<br />

Project Outline, in: Künstliche Intelligenz (Schwerpunkt: 20 Jahre Planen und Konfigureiren), Heft<br />

1/2007, Pages: 26-28, BöttcherIT Verlag, 2007<br />

Wolter, K; Hotz, L.; Krebs, T.: Towards Integration of Modelling and Reusing Software Cases, in:<br />

Proceedings of Software and Services Variability Management Workshop - Concepts, Models and Tools<br />

(Helsinki, Finland, April 2007). Editors: Tomi Männistö, Eila Niemelä, Mikko Raatikainen, Pages: 93-98,<br />

ISBN: 951-22-8747-5, Helsinki University of Technology, Software Business and Engineering Institue,<br />

Research Reports, 2007<br />

Wolter, K.; Krebs, T.; Hotz, L.: Determining Similarity of Model-based and Descriptive Requirements by<br />

Combining Different Similarity Measures, 2nd International Workshop on Model Reuse Strategies<br />

(MoRSE08) at the 10th International Conference on Software Reuse (ISCR <strong>2008</strong>), 25 - 28 May <strong>2008</strong>,<br />

Beijing<br />

Wolter, K.; Krebs, T.; Hotz, L.: Ontology-based Model Comparison, in: GI Softwaretechnik Trends, Band<br />

27, Heft 2, ISSN: 0720-8928, Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> e.V., 2007<br />

Wolter, K.; Krebs, T.; Hotz, L.: Ontology-based Model Comparison, in: Proceedings of Vergleich und<br />

Versionierung von UML-Modellen (VVUM07) - Workshop at Software Engineering, March 2007,<br />

<strong>Hamburg</strong>, Germany, 2007<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: EU<br />

Personalmittel HITeC/LKI: Euro 293.500<br />

Gesamtmittel HITeC/LKI: Euro 351.600<br />

Laufzeit: 3 Jahre<br />

2.2.4 Herleitung, Implementation und Validierung beweisbar korrekter Methoden zur Oberflächen- und<br />

Volumenrekonstruktion unter realen Bedingungen (TRAVO)<br />

Stelldinger, Peer, Dr.; Stiehl, H. Siegfried, Prof. Dr.-Ing.; Tcherniavski, Leonid<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

11/2007 bis 11/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Digitale Repräsentationen realer Objekte gewinnen zunehmend in<br />

Anwendungsbereichen wie der Medizin (Computergestützte Chirurgie),<br />

Bioinformatik (Proteinbindungssimulationen), Robotik (Bewegungsplanung) und<br />

Ingenieurwissenschaften (Reverse Engineering) an Bedeutung, bei denen es<br />

insbesondere auf nachweisbare geometrische Genauigkeit und topologische<br />

Korrektheit der Objektrepräsentationen ankommt. Bisherige Ansätze, solche<br />

Garantien aus Volumendatensätzen (Digitalisierung mit dreidimensionalem<br />

Abtastgitter) oder aus Oberflächenabtastungen herzuleiten, haben nur bei<br />

unverrauschten Daten und unverhältnismäßig dichten Abtastungen Erfolg. Hingegen<br />

gibt es Verfahren, die experimentell brauchbare Rekonstruktionen auch bei<br />

verrauschten Daten hervorbringen, ohne dass dafür theoretische Garantien gegeben<br />

werden. Ziel dieses Projektes ist, durch Zusammenführen der beiden bisher getrennt<br />

betrachteten Ansätze der volumenbasierten und der oberflächenbasierten<br />

Rekonstruktion neue Rekonstruktionsmethoden herzuleiten, zu implementieren und<br />

zu validieren, die entsprechende Garantien bei realistischer Rauschstärke und<br />

Abtastdichte geben.


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

Im Berichtszeitraum wurden mehrere robuste Oberflächenrekonstruktions-algorithmen entwickelt,<br />

implementiert und getestet. Diese sind deutlich robuster als vorhergehende Verfahren, lassen sich jedoch<br />

nicht auf adaptive Abtastungen anwenden. Die Entwicklung eines entsprechend robusten adaptiven<br />

Algorithmusses wurde begonnen.<br />

Schlagwörter:<br />

Oberflächenrekonstruktion, Volumenrekonstruktion, Digitalisierung, Topologie<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Stelldinger, P.: Topologically Correct Surface Reconstruction Using Alpha Shapes and Relations to Ball-<br />

Pivoting, ICPR <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Topologically Correct 3D Surface Reconstruction and Segmentation from Noisy Samples, in:<br />

Combinatorial Image Analysis, Proceedings of IWCIA <strong>2008</strong>, Lecture Notes in Computer Science 4958,<br />

Seiten 274-285, Heidelberg, Springer, <strong>2008</strong><br />

Tcherniavski, L.; Stelldinger, P.: A Thinning Algorithm for Topologically Correct 3D Surface<br />

Reconstruction, in: Proc. 8th IASTED International Conference on Visualization, Imaging, and Image<br />

Processing, pp. 119-124, <strong>2008</strong><br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DFG<br />

Personalmittel KOGS: 1 BAT IIa äquiv., 2 stud. Hilfskr. á 40h/Mon.<br />

Sach- und Publikationsmittel: Euro 4.836,--<br />

Laufzeit: 2 Jahre<br />

2.2.5 Automatische semantische Annotation multimodaler Produktbeschreibungen<br />

Haringer, Matthias (HITeC); Hotz, Lothar, Dr. (HITeC); Neumann, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

12/2007 bis 08/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von technologischen Grundlagen für die automatische Verarbeitung<br />

von handelsüblichen Produktbeschreibungen im Kontext von eCommerce-Anwendungen. Dabei geht es zum<br />

einen um die automatische Zuordnung von Produktbeschreibungen zu Produktkategorien anhand von Text-<br />

und Bildinformationen, zum anderen um die Identifizierung spezifischer Herstellerprodukte entsprechend<br />

einer Differenzierung nach EAN-Codes. Der bisherige Stand der Technik in Suchmaschinen und<br />

Datenbankabfragen erlaubt nur einen weitgehend oberflächlichen Textvergleich, der vielfach zu unsicheren<br />

Ergebnissen führt und händische Nacharbeit erfordert.<br />

Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen. Die entwickelten Verfahren zur automatischen Kategorisierung<br />

sprachlicher Produktbeschreibungen verwenden das Inferenzsystem des Beschreibungslogik-Systems<br />

RacerPro, das sowohl eine semantisch fundierte und logisch differenzierte Definition von Kategorien als<br />

auch die Verwendung von systemseitig bereitgestellten Kategorisierungs- und Prüfungsverfahren erlaubt. Die<br />

Verfahren sind so konzipiert worden, dass eine Kategorisierung und Identifizierung von bis zu 2 Mio.<br />

verschiedenen Produkten bei einem Durchsatz von 25.000 Produkten pro Stunde möglich ist. Dies eröffnet<br />

vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im eCommerce.<br />

Schlagwörter:<br />

Multimodale Klassifizierung, Textanalyse, Produktkategorisierung<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Hotz, L.; Haringer, M.: Two Stage Knowledge Discovery for Spatio-temporal Radio-emission Data,<br />

Proceedings of 5th Prestigious Applications of Intelligent Systems (PAIS08), Patras, <strong>2008</strong><br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: Behörde für Wirtschaft und Arbeit, <strong>Hamburg</strong><br />

Personalmittel KOGS: Euro 100.00,-- (über HITeC)<br />

Sach- und Publikationsmittel: keine<br />

Laufzeit: 15.12.2007-31.10.<strong>2008</strong><br />

55


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.2.6 Manuskriptkulturen in Asien und Afrika<br />

56<br />

Neumann, Bernd, Prof. Dr.; Herzog, Rainer<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/<strong>2008</strong> bis 3/2011<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Projekt is ein Teilprojekt der DFG-Forschergruppe Manuskriptkulturen in Asien und Afrika. Die<br />

weiteren Teilprojekte Japanologie, Sinologie, Tibetologie, Sanskritistik, Tamilistik, Iranistik und Äthiopistik<br />

sind am Asien-Afrika-Institut der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> beheimatet, das Teilprojekt<br />

Arabistik/Islamwissenschaft ist am Institut für Sprachen und Kulturen des Vorderen Orients der Friedrich-<br />

Schiller-<strong>Universität</strong> Jena beheimatet.<br />

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Rechnermethoden zur Analyse historischer Manuskripte aus<br />

Asien und Afrika im Hinblick auf Handschriftmerkmale, die eine Zuordnung von Schriftstücken zu<br />

gemeinsamen Herkunftsbereichen bis hin zu identischen Schreibern ermöglichen. In den Untersuchungen<br />

werden zwei Anliegen verfolgt. Zum einen geht es darum, auf manuellen Messungen basierende<br />

Erkenntnisse moderner Manuskriptforschung durch rechnerbasierte Bildanalyseverfahren reproduzieren zu<br />

können und damit zu objektivierbaren und in größerer Breite anwendbaren Verfahren für die<br />

Manuskriptanalyse beizutragen. Zum anderen bieten Rechnerverfahren zur Formbeschreibung von<br />

Bildobjekten sowie neuere Verfahren zu rechnerbasiertem Lernen und Data-Mining auch die Möglichkeit,<br />

gemeinsame Merkmale von handschriftlichen Zeichen neu zu entdecken. Dabei kann es sich um Merkmale<br />

handeln, die in der Manuskriptforschung bisher nicht beachtet worden sind oder sich dem menschlichen<br />

Auge nicht direkt erschließen. Die Auswahl der zu analysierenden Manuskripte und Schriftzeichen sowie die<br />

Bewertung der durch Rechnermethoden erzielten Ergebnisse erfolgt zusammen mit den Partnern der<br />

Forschergruppe.<br />

Im Berichtszeitraum erfolgte die Sammlung von Datenmaterial in Form von digitalen Bildmaterial von<br />

Manuskripten. Anschließend wurden anhand einer Auswahl verschiedener Kriterien Varianten von<br />

Ähnlichkeitsmaßen untersucht, die gleichartige einzelne Zeichen verschiedener Schreiber von denen<br />

desselben Schreibers unterscheiden können sollen. Hierzu sollen lokale Merkmale der Zeichen, die für<br />

einzelne Schreiber typisch sind, bestimmt werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Handschriftenerkennung; Segmentierung; Ähnlichkeitssuche; Schriftzeichen<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber: DFG<br />

Personalmittel KOGS: 1 BAT IIa äquiv., 1 stud. Hilfskr. á 40h/Mon.<br />

Sach- und Publikationsmittel: Euro 6100,--<br />

Laufzeit: 3 Jahre<br />

2.2.7 Co-Friend<br />

Neumann, Bernd, Prof. Dr.; Bohlken, Wilfried (seit 4/<strong>2008</strong>); Hotz, Lothar, Dr. (HITeC)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

3/<strong>2008</strong> bis 2/2011<br />

Projektbeschreibung:<br />

Projektpartner in diesem von der EU geförderten Projekt sind:<br />

• Akka Technologies, Toulouse<br />

• Arbeitsbereich KOGS, Uni <strong>Hamburg</strong><br />

• HITeC, <strong>Hamburg</strong><br />

• Computational Vision Group, Uni Reading<br />

• Knowledge Representation and Reasoning, Uni Leeds<br />

• INRIA, Sophia Antipolis<br />

• Toulouse Blagnac Airport<br />

Die Zielsetzung des Projektes Co-Friend (Cognitive and Flexible learning system operating Robust<br />

Interpretation of Extended real scenes by multi-sensor Datafusion) ist die Realisierung eines kognitiven<br />

Vision Systems für das Verstehen von menschlichen Aktivitäten in realen Umgebungen. Dabei werden<br />

Objekte und elementare Vorgänge durch Bildverarbeitungsmethoden erkannt und dann mithilfe einer


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

konzeptuellen Wissensbasis interpretiert. Ein Schwerpunkt des Projektes ist der Umgang mit unsicheren<br />

Informationen und sich verändernden Modellen.<br />

Für praktische Experimente steht ein Netzwerk aus verschiedenen Kameras am Flughafen von Toulouse zur<br />

Verfügung, mit dem Vorfeldaktivitäten (z.B. Beladen und Betanken des Flugzeugs) erkannt werden sollen.<br />

Zu den Aufgaben von der <strong>Hamburg</strong>er Projektgruppe gehört die Untersuchung von Ontologien, die zeitliche<br />

und räumliche Inferenzen ermöglichen, die Entwicklung von Methoden zur probabilistischen<br />

Szeneninterpretation, sowie die Entwicklung überwachter und unüberwachter Lernverfahren.<br />

Im Berichtszeitraum wurde eine Ontologie für Vorfeldereignisse entwickelt, die sich aus einem allgemeinen<br />

Begriffssystem für die Szeneninterpretation von Video-Sequenzen sowie einer domänenspezifischen<br />

Ontologie zusammensetzt. Weiterhin wurden Arbeiten für den Entwurf eines regelbasierten<br />

Interpretationssystems durchgeführt.<br />

Schlagwörter:<br />

Wissensbasierte Szeneninterpretation, Ontologie, maschinelles Lernen<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber: EU<br />

Personalmittel KOGS: Euro 494.690,-<br />

Sach- und Publikationsmittel: Keine<br />

Laufzeit: 3 Jahre<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Gade, M.; Fiedler, G.; Dreschler-Fischer, L.: Mesoscale Sea Surface Currents Derived from Multi-Sensor<br />

Satellite Imagery, ENVISAT-Symposium, Montreux, Schweiz. <strong>2008</strong><br />

Hotz, L.; Haringer, M.: Two Stage Knowledge Discovery for Spatio-temporal Radio-emission Data,<br />

Proceedings of 5th Prestigious Applications of Intelligent Systems (PAIS08), Patras, <strong>2008</strong><br />

Hotz, L.; Neumann, B.; Terzić, K.: High-level Expectations for Low-level Image Processing. Proc. KI-<strong>2008</strong>,<br />

Springer, <strong>2008</strong>, 87-94<br />

Möller, R.; Neumann, B.: Ontology-Based Reasoning Techniques for Multimedia Interpretation and<br />

Retrieval. In: Y. Kompatsiaris, P. Hobson (Eds.): Semantic Multimedia and Ontologies: Theory and<br />

Applications, Springer <strong>2008</strong>, 55-98<br />

Meine, H.; Köthe, U.; Stelldinger, P.: A Topological Sampling Theorem for Robust Boundary<br />

Reconstruction and Image Segmentation, Discrete Applied Mathematics Journal (DAM), DGCI Special<br />

Issue, <strong>2008</strong><br />

Neumann, B.: Bayesian Compositional Hierarchies - A Probabilistic Structure for Scene Interpretation.<br />

Report FBI-HH-B-282/08, Department of Informatics, University of <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong>. Revised (Section<br />

6) Dec. <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Image Digitization and its Influence on Shape Properties in Finite Dimensions, in:<br />

Ausgezeichnete <strong>Informatik</strong>dissertationen 2007, GI-Edition, Lecture Notes in Informatics, Seiten 291-300,<br />

<strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Image Digitization and its Influence on Shape Properties in Finite Dimensions, Dissertationen<br />

in Künstlicher Intelligenz, DISKI 312, <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Topologically Correct Surface Reconstruction Using Alpha Shapes and Relations to Ball-<br />

Pivoting, ICPR <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.: Topologically Correct 3D Surface Reconstruction and Segmentation from Noisy Samples, in:<br />

Combinatorial Image Analysis, Proceedings of IWCIA <strong>2008</strong>, Lecture Notes in Computer Science 4958,<br />

Seiten 274-285, Heidelberg, Springer, <strong>2008</strong><br />

Stelldinger, P.; Terzić, K.: Digitization of Non-regular Shapes in Arbitrary Dimensions, in: Image and Vision<br />

Computing Volume 26, Issue 10, pp. 1338-1346, 1 October <strong>2008</strong><br />

Tcherniavski, L.; Stelldinger, P.: A Thinning Algorithm for Topologically Correct 3D Surface<br />

Reconstruction, in: Proc. 8th IASTED International Conference on Visualization, Imaging, and Image<br />

Processing, pp. 119-124, <strong>2008</strong><br />

Wolter, K.; Krebs, T.; Hotz, L.: Determining Similarity of Model-based and Descriptive Requirements by<br />

Combining Different Similarity Measures, 2nd International Workshop on Model Reuse Strategies<br />

(MoRSE08) at the 10th International Conference on Software Reuse (ISCR <strong>2008</strong>), 25 - 28 May <strong>2008</strong>,<br />

Beijing<br />

57


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

58<br />

Günter, Andreas:<br />

Zahlreiche Präsentationen zu HITeC<br />

Terzić, Kasim:<br />

19.2.<strong>2008</strong>: Evaluating Learnt Concepts: The Framework, eTRIMS Project Meeting, Prag<br />

Neumann, Bernd:<br />

26.2.<strong>2008</strong>: Probabilistic Inferences in Compositional Hierarchies, Dagstuhl-Seminar, Schloss Dagstuhl<br />

Stelldinger, Peer:<br />

26.2.<strong>2008</strong>: Topology-Preserving Reconstruction of Sampled Volumes and Surfaces, Interdisciplinary<br />

Center for Scientific Computing (IWR), University of Heidelberg<br />

27.4.<strong>2008</strong>: Image Digitization and its Influence on Shape Properties in Finite Dimensions, GI<br />

Dissertationspreiskolloquium, Schloss Dagstuhl<br />

19.5.<strong>2008</strong>: Über den Informationsverlust bei der Aufnahme digitaler Bilder, Fachhochschule Westküste,<br />

Heide in Holstein<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Dreschler-Fischer, Leonie<br />

Mitglied im Stiftungsrat der Deutschen Stiftung Friedensforschung<br />

Mitglied im Kuratorium des Instituts für Friedensforschung und Sicherheitspolitik an der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

Mitglied im wissenschaftlichen Beirat des FIfF (Forum <strong>Informatik</strong>erinnen und <strong>Informatik</strong>er für Frieden<br />

und gesellschaftliche Verantwortung)<br />

Vertrauensdozentin der Studienstiftung des Deutschen Volkes<br />

Moderation des e-mail-Netzwerks „Frauen in <strong>Informatik</strong> und Mathematik“<br />

Mitglied der <strong>Hamburg</strong>er Datenschutzgesellschaft e.V.<br />

Günter, Andreas<br />

Hauptherausgeber der Fachzeitschrift Künstliche Intelligenz<br />

Mitglied der <strong>Fachbereich</strong>sleitung KI der GI<br />

Fachexperte der Fachgruppe „Planen und Konfigurieren“ in der GI<br />

Geschäftsführer des <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center e.V. (HITeC)<br />

Vorstandsmiglied des UpTech.Network e.V<br />

Neumann, Bernd<br />

Vorstandsvorsitzender des <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center e.V. (HITeC)<br />

Mitglied der Auswahlkommission für Stipendien am ICSI, Berkeley, CA<br />

Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift "Image and Vision Computing"<br />

Stiehl, H. Siegfried<br />

Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift "Journal of Mathematical Imaging and Vision"<br />

Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift "Image and Vision Computing"<br />

Stelldinger, Peer<br />

Mitglied im Local Organizing Commitee der ISC International Supercomputing Conference<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Dreschler-Fischer, Leonie<br />

Mitglied im Rat zu Fragen der Wissenschaftsethik<br />

Mitglied im Akademischen Senat und im Großen Senat der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Stellv. Mitglied des Ausschusses für Lehre und Studium des Akademischen Senats<br />

Mitglied im FA <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied im Widerspruchsausschuss in Prüfungsangelegenheiten<br />

Mitglied in der Ergänzungsfachkommission Biologie<br />

Mitglied im Rat zu Fragen der Wissenschaftsethik<br />

Mitglied im Akademischen Senat und im Großen Senat der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Mitglied im Berufungsausschuss "W3-RRZ-Leitung"<br />

Mitglied im Berufungsausschuss "W3-Wissenstechnologie & Wissensmanagement"Neumann, Bernd<br />

Leiter des Labors für Künstliche Intelligenz (LKI)<br />

Beauftragter des Department <strong>Informatik</strong> für Technologietransfer<br />

Stellv. Beauftragter des Akad. Senats für Technologietransfer<br />

Mitglied im Prüfungsausschuss des Department <strong>Informatik</strong><br />

Schriftliche Studienberatung des Department <strong>Informatik</strong><br />

Leiter der Task Force Schule


AB Kognitive Systeme KOGS - ISR<br />

Stellv. Beauftragter des Department <strong>Informatik</strong> für BAFöG-Angelegenheiten<br />

Stiehl, H. Siegfried<br />

Vizepräsident der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> für Forschung, Internationales und Informationsmanagement<br />

(CIO)<br />

Stelldinger, Peer<br />

Mitglied im Planungsausschuss des Bachelorstudiengangs Nanowissenschaften<br />

Mitglied im Berufungsausschuss "W3-Wissenstechnologie & Wissensmanagement"<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Günter, Andreas<br />

Gutachter für die Fachzeitschrift "Künstliche Intelligenz"<br />

Neumann, Bernd<br />

Gutachter für die DFG, DAAD, BMBF, INRIA, Humboldt Stiftung<br />

Gutachter für Fachzeitschriften (Image and Vision Computing, IEEE Transactions on Intelligent Systems,<br />

Artificial Intelligence Journal, KI)<br />

Gutachter für Konferenzen (KI, ICVS, VISAPP, ICPR)<br />

Gutachter für die EU<br />

Stelldinger, Peer<br />

Gutachter für Fachzeitschriften (Pattern Recognition, Pattern Recognition Letters, Computer Vision and<br />

Image Understanding, Image and Vision Computing, Journal on Mathematical Imaging and Vision)<br />

59


ISR - KOGS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

60


AB Natürlichsprachliche Systeme NatS – ISR<br />

Arbeitsbereich<br />

Natürlichsprachliche Systeme (NatS)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>; Tel.: +49 40 428 83-2416, Fax: +49 40 428 83-2515<br />

http://nats-www.informatik.uni-hamburg.de<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder des Arbeitsbereichs<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Walther von Hahn (im Ruhestand), Dr.-Ing. Wolfgang Menzel<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Irina Aleksenko (bis 10/<strong>2008</strong>), Klaus Dalinghaus, M.A. (bis 4/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inf. Thomas Kopinski, Dipl.-Inf.<br />

Nguyen Thinh Le, Eelco Mossel (bis 6/<strong>2008</strong>), Dr. Cristina Vertan (bis 10/<strong>2008</strong>)<br />

Natalia Elita - Promotionsstipendiatin (DAAD), Tian Gan (MSc.) – Promotionsstipendiat (Internationales<br />

Graduiertenkolleg CINACS), Dipl.-Inf. Monica Gavrila – Promotionsstipendiatin (<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>),<br />

Patrick McCrae (MLitt) – Promotionsstipendiat (Internationales Graduiertenkolleg CINACS), Martha Yifiru<br />

Tachbelie - Promotionsstipendiatin (<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>)<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

–<br />

Gäste:<br />

Prof. Dr. Galia Angelova (Bulgarian Academy of Sciences, Sofia)<br />

Prof. Dr. Kerstin Fischer (University of Southern Denmark)<br />

Dr. Solomon Teferra Abate – ehem. DAAD Stipendiat aus Äthiopien<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Ziel der Forschungsarbeiten im Arbeitsbereich NatS ist der Entwurf und die prototypische Realisierung komplexer<br />

sprachverarbeitender Systeme mit dem Schwerpunkt auf schriftlich realisierter Sprache (language) bis<br />

hin zur kommunikativen Bewertung. Vor dem Hintergrund unterschiedlicher Anwendungsbeispiele werden<br />

Voraussetzungen und Lösungsansätze für die Einbeziehung der jeweils relevanten sprachlichen Ebenen in<br />

den Verarbeitungsprozess untersucht, wobei auf integrative Systemarchitekturen besonderer Wert gelegt<br />

wird. Daneben werden Fragen der maschinellen Übersetzung und Bedingungen mehrsprachiger Systeme<br />

theoretisch untersucht und prototypisch implementiert.<br />

Zum 1.10.2007 hat der langjährige Arbeitsbereichsleiter, Prof. Dr. Walther von Hahn, seinen Ruhestand<br />

angetreten. In diesem Zusammenhang wurde der Arbeitsbereich formal aufgelöst. Die laufenden Forschungsarbeiten<br />

werden jedoch weiterhin fortgeführt.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Architektur integrierter Sprachverarbeitungssysteme<br />

Angesichts der Vielzahl und Verschiedenheit der Komponenten, die bei der Sprachverarbeitung<br />

notwendiger¬weise miteinander interagieren, haben sich vereinfachende und starre Architekturentwürfe<br />

wiederholt als entscheidendes Hindernis auf dem Weg zu anspruchsvollen natürlichsprachlichen Systemen<br />

herausgestellt. Besonders extreme Anforderungen stellen hierbei Systeme für die Verarbeitung gesprochener<br />

Sprache. Die Forschungsarbeiten zielen darauf ab, über eine interaktive und plausibilitätsgestützte Kopplung<br />

der einzelnen Systemkomponenten (Syntax, Semantik, Weltwissen, Worterkennung, Prosodie usw.) die<br />

Grundlagen für robuste und zeitadaptive Analyseverfahren zu schaffen und auf diesem Wege auch<br />

Möglichkeiten zur Erweiterung auf multimodale Kommunikationsformen vorzubereiten.<br />

Robustes Parsing natürlicher Sprache<br />

Die vielfältigen Anstrengungen zur Steigerung der Robustheit sprachverarbeitender Systeme beziehen sich<br />

traditionell stets auf isolierte Aspekte, wie die Fähigkeit zur Analyse unrestringierter Texte oder aber die<br />

Behandlung der inhärenten Erkennungsunsicherheit bei der Verarbeitung gesprochener Sprache. Im<br />

61


ISR – NatS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

62<br />

Gegensatz dazu wird hier ein Ansatz verfolgt, der Robustheit als multidimensionales Phänomen begreift. Auf<br />

der Grundlage eines einheitlichen Verarbeitungsmechanismus werden neben den bereits genannten Fragen<br />

auch Ansätze zur Verarbeitung unter Zeitdruck sowie die Fähigkeit zur Diagnose von sprachlichen Fehlern<br />

untersucht. Eine wesentliche Rolle spielt hierbei der Abgleich unsicherer und partiell widersprüchlicher<br />

Information in einem System mit hoher struktureller Redundanz.<br />

Diagnosetechniken für computergestützte Lehrsysteme<br />

Systeme für den Fremdsprachenunterricht sind sowohl ein wichtiges Anwendungsgebiet als auch ein ideales<br />

Testfeld für Verfahren zur robusten Sprachverarbeitung. Im Mittelpunkt stehen dabei Techniken zur Fehlerdiagnose<br />

in den Bereichen von Phonetik/Phonologie und Syntax. Auf dieser Grundlage soll dem Schüler ein<br />

aktives Üben in möglichst realitätsnahen Kommunikationssituationen ermöglicht werden, wobei er gleichzeitig<br />

auf ein qualitativ deutlich verbessertes Feedback zu möglichen Schwächen und besonders empfehlenswerten<br />

Übungsformen zurückgreifen kann. Erkenntnisse dieser Forschungen werden auch auf Anwendungen<br />

im Bereich der Softwareentwicklung übertragen.<br />

Maschinelle Übersetzung<br />

Systeme zur maschinellen Übersetzung sind eine sehr geeignete Testumgebung verschiedener Architekturen<br />

und Verfahren für die Sprachverarbeitung. Robuste Bearbeitung natürlicher Sprache ist ebenfalls eine<br />

wich¬tige Komponente in MT-Systemen. Traditionelle regelbasierte Systeme sowie neue statistische bzw.<br />

beispiel-basierte Verfahren können allein allerdings die Vielfältigkeit der Phänomene in der MÜ nicht lösen.<br />

Untersucht werden Hybride Systeme, insbesondere Erweiterungen von beispiel-basierten Verfahren mit<br />

linguistischer Information und regelbasierten Komponenten; auch Phänomene in wenig untersuchten Sprachpaaren<br />

werden dabei berücksichtigt.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• Harman & Becker, Ulm<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• <strong>Universität</strong> Tübingen<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• Bulgarische Akademie der Wissenschaften, Sofia, Bulgarien<br />

• <strong>Universität</strong> Sofia, Bulgarien<br />

• University of Southern Denmark, Dänemark<br />

Ausstattung<br />

Der Arbeitsbereich NATS hat in den letzten Jahren sein heterogenes Rechnernetzwerk in Richtung auf die<br />

Plattformen x86/Linux und PPC/Mac OS X vereinheitlicht. Zentrale Dienste wie Fileserving, WWW etc.<br />

werden von Server-PCs zur Verfügung gestellt; die Benutzerverwaltung wird von einem Linux-Rechner und<br />

Backups werden direkt vom Rechenzentrum erbracht. Insgesamt stehen dem Arbeitsbereich aus<br />

Haushalts¬mitteln 19 PCs und 3 Laptops sowie 3 Macintosh-Computer zur Verfügung. Für rechenintensive<br />

Forschungs¬arbeiten kann ein Linux-Cluster mit 14 Zweiprozessormaschinen genutzt werden.<br />

2. Die Forschungsvorhaben des Arbeitsbereichs<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1. Machine Learning für die Strukturanalyse natürlicher Sprache<br />

Kopinski, Thomas, Dipl.-Inf.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 10/2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die automatische Syntaxanalyse ist mittlerweile auf einem Stand angelangt, in dem durch bloße<br />

Ähnlichkeitsmaximierung aus voranalysierten Daten ein relativ hoher Grad an Analysegenauigkeit erreicht<br />

werden kann. Die verschiedenen Varianten dieser Verfahren unterscheiden sich nur noch durch Feinheiten<br />

der Glättungs- und Ähnlichkeitsparameter und erreichen auf den standardisierten Testkorpora in etwa


AB Natürlichsprachliche Systeme NatS – ISR<br />

dieselben Ergebnisse. Jedoch erscheinen diese Ergebnisse auch durch Beschaffung noch größerer<br />

Datenmengen nicht mehr wesentlich steigerbar zu sein.<br />

In dieser Arbeit soll untersucht werden, inwiefern durch die Kombination verschiedener komplementärer<br />

Ansätze dennoch signifikante Verbesserungen erreicht werden können. Von besonderem Interesse ist dabei<br />

die Kopplung regelbasierter Verfahren mit Modellen, die aus Korpusdaten extrahiert wurden, insbesondere<br />

dann, wenn beide auch unabhängig voneinander die Analyseaufgabe bereits mit hoher Präzision erfüllen<br />

können.<br />

Schlagwörter:<br />

Dependenzgarmmatik, Constraints, Support-Vektor-Maschinen<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Khmylko, L. Hybrid Parsing with a maximum spanning tree predictor. Masterarbeit TU <strong>Hamburg</strong>-Harburg,<br />

2007<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.2. High-level information fusion for speech and language<br />

McCrae, Patrick, MLitt; Gan, Tian, MSc; Menzel, Wolfgang, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

von 4/2006 bis 9/2010, Förderung durch die DFG<br />

Projektbeschreibung:<br />

This project is part of the International Research School CINACS (Cross-modal interaction in natural and<br />

artificial cognitive systems).<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Sachmittel:<br />

Personalmittel:<br />

DFG<br />

4/2006 bis 11/2010<br />

€ 30.600<br />

€ 222.900<br />

2.3. Constraint-Parsing und psychologische Plausibilität<br />

Menzel, Wolfgang, Prof. Dr.-Ing.; Dalinghaus, Klaus, M.A.<br />

Laufzeit des Projektes<br />

von 9/2006 bis 4/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung<br />

Als Alternative zu den etablierten probabilistischen Modellen wird im Projekt ein Ansatz auf der Basis von<br />

gewichteten Constraints im Hinblick auf sein Potenzial zur Erklärung psycholinguistischer Phänomene bei<br />

der Satzanalyse untersucht. Über die Möglichkeiten probabilistischer Modelle hinaus gestattet er es, die<br />

verschiedenen Informationsbeiträge zum Sprachverstehen so zu isolieren, dass ihr Zusammenwirken einer<br />

experimentellen Untersuchung zugänglich wird. Zudem bietet er einen vielversprechenden Erklärungsansatz<br />

für das Zusammenspiel von Sprachsystem und Erfahrungswissen bei der Beurteilung gradueller<br />

Abweichungen von der sprachlichen Norm.<br />

Unter Verwendung eines pseudoinkrementellen Verarbeitungsmodus wurde das Argument-Dependency-<br />

Model in eine Grammatik des Deutschen integriert. Auf dieser Grundlage lässt sich eine sehr frühzeitige<br />

Zuweisung thematischer Protorollen erreichen, noch ehe das (oftmals satzfinale) Verb bekannt sein kann.<br />

Das Verfahren wurde auf psycholinguistischen Stimulusdaten evaluiert, wobei sich in einigen Fällen der<br />

beim Menschen beobachtbare Uminterpretationsaufwand beim Eintreffen neuer Information auch in der<br />

maschinellen Verarbeitung nachweisen ließ.<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Sachmittel:<br />

DFG<br />

von 11/2005 bis 4/<strong>2008</strong><br />

€ 18.200<br />

63


ISR – NatS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

64<br />

Personalmittel: 24 PM BAT IIa/<br />

2,15 PM BAT IIa<br />

24 Monate 1x72h SHK<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Foth, K.; Menzel, W.: Robust parsing: More with less. In Proc. EACL Workshop, Robust Methods in<br />

Analysis of Natural Language Data, ROMAND-2006, pages 25-32, Trento, Italy, 2006<br />

Foth, K.; Menzel, W.: Hybrid parsing: Using probabilistic models as predictors for a symbolic parser. In<br />

Proc. 21st Int. Conf. on Computational Linguistics, Coling-ACL-2006, Sydney, 2006<br />

Foth, K.; Menzel, W.: The benefit of stochastic PP-attachment to a rule-based parser. In Proc. 21st Int. Conf.<br />

on computational Linguistics, Coling-ACL-2006, Sydney, 2006<br />

Foth, K.; By, T. and Menzel, W.: Guiding a constraint dependency parser with supertags. In Proc. 21st Int.<br />

Conf. on Computational Linguistics, Coling-ACL-2006, Sydney, 2006<br />

Menzel, W.: Konfliktlösung als Grundlage intelligenten Handelns. In Rüdiger Valk, editor, Ordnungsbildung<br />

und Erkenntnisstrukturen, pages 87-101. <strong>Hamburg</strong> University Press, 2006<br />

Menzel, W.; Dalinghaus, K.: An Implementation of the argument dependency model, Bericht, Department<br />

<strong>Informatik</strong>, FBI-HH-B-284, <strong>2008</strong><br />

2.4. Constraint-basierte Diagnose für interaktive Lehrsysteme<br />

Menzel, Wolfgang, Prof. Dr.-Ing.; Le, Nguyen-Thinh, Dipl.-Inf.<br />

Laufzeit des Projektes<br />

von 1/2006 bis 12/2009<br />

Projektbeschreibung<br />

Für Aufgabenstellungen aus der Softwareentwicklung, bei denen nicht nur die Reproduktion von Wissen<br />

bzw. dessen Anwendung für analytische Tätigkeiten, sondern vor allem produktive Fertigkeiten im<br />

Mittelpunkt der Ausbildung stehen, soll eine computergestützte Lernumgebung entwickelt werden, die es<br />

dem Lernenden ermöglicht, kreativ an einer Problemlösung zu arbeiten, wobei sein Handlungsspielraum<br />

möglichst wenig durch vorgegebene Musterlösungen, bzw. vorgefertigte Auswahlantworten eingeschränkt<br />

wird. Um eine solche kreative Tätigkeit zu unterstützen, muss das Lernsystem über präzise und tiefreichende<br />

diagnostische Fertigkeiten verfügen, um dem Schüler zu helfen, die Mängel seines derzeitigen<br />

Lösungsversuchs zu erkennen und sie zu überwinden ohne dabei die Lösung selbst vorwegzunehmen.<br />

Für analoge Aufgaben aus dem Bereich des Sprachunterrichts hat sich hierfür ein Diagnoseansatz auf der<br />

Basis von Constraints als Erfolg versprechend herausgestellt. Constraints beschreiben Bedingungen für eine<br />

akzeptable Schülerlösung in einer Weise, die es gestattet, aus Constraintverletzungen Rückschlüsse auf<br />

Mängel der Lösung und die sie verursachenden Fehlkonzeptionen zu ziehen. Über geeignete Interventionen<br />

kann der Lernende dann schrittweise an eine verbesserte Lösung herangeführt werden. Als besonderer<br />

Vorzug des constraint-basierten Ansatzes erweist sich dabei, dass er verhältnismäßig robust gegenüber<br />

Lücken im Wissensbestand des Lernsystems ist und auch partielle Schülerlösungen problemlos bewerten<br />

kann.<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Sachmittel:<br />

Personalmittel:<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />

1/2005-12/2009<br />

€ 7000<br />

48 PM BAT IIa<br />

24 Monate 1x73h, 24 Monate 1x40h SHK<br />

Le, N.-T.; Menzel, W.: Problem solving process oriented diagnosis in logic programming. In Proceedings of<br />

the 14th International Conference on Computers in Education, volume 134. IOS Press, 2006<br />

Menzel, W.: Constraint-based modelling and ambiguity. Int. Journal on Artificial Intelligence in Education,<br />

16:29-63, 2006<br />

Menzel, W. :Detecting mistakes or finding misconceptions? Diagnosing morpho-syntactic errors in language<br />

learning. In Galia Angelova, Kiril Simov, and Milena Slavcheva, editors, Readings in Multilinguality.<br />

Incoma Ltd., Shoumen, Bulgaria, 2006<br />

Le, N.-T.; Menzel, W. Using constraint-based modelling to describe the solution space of ill-defined<br />

problems in logic programming. In Proceedings 6th International Conference on Web-based Learning,<br />

2007


AB Natürlichsprachliche Systeme NatS – ISR<br />

Le, N.-T.; Menzel, W.: The coverage of error diagnosis in logic programming using weighted constraints –<br />

the case of an ill-defined domain. In Proceedings of the 21st International Florida Artificial Intelligence<br />

Research Society Conference, <strong>2008</strong><br />

Le, N.-T.; Menzel, W.: Towards an evaluation methodology of diagnostic accuracy for ill-defined domains.<br />

In Proceedings of the 16th Int. Conf. on Computers in Education, pp. 117-124, <strong>2008</strong><br />

2.5. Erwerb semantischer Templates für Beispielbasierte Maschinelle Übersetzung<br />

Elita, Natalia; v. Hahn, Walther, Prof. Dr.; Vertan, Cristina, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

von 10/2005 bis 10/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Ziel des gegenwärtigen Forschungsvorhabens ist es, dynamisches automatisches Lernen von semantischen<br />

Mustern als Unterstützung für die maschinelle Übersetzung zu erforschen. Das schließt zwei<br />

wichtige und zurzeit nicht gelöste Probleme in der beispiel-basierten maschinellen Übersetzung ein:<br />

1. Berücksichtigung semantischer Information in den Übersetzungsmustern. Die zurzeit existierenden<br />

Verfahren enthalten lediglich morphologische oder syntaktische Regeln, was offensichtlich die Übersetzungsqualität<br />

beeinträchtigt.<br />

2. Das dynamische Lernen von Mustern, d.h. die Möglichkeit des Benutzers, die erzeugten Übersetzungen<br />

(und einige erzeugte Parameter) für weitere Übersetzungen wieder zu verwenden. Als Konsequenz wird sich<br />

die Größe der Datenbank mit Beispiel-Übersetzungen reduzieren lassen.<br />

Das Forschungsprojekt wird sich im Gegensatz zu dem Gros der internationalen Forschung nicht auf<br />

Englisch, sondern auf Wirtschaftstexte in zwei hochgradig flektierten Sprachen, Rumänisch und Deutsch,<br />

konzentrieren.<br />

Schlagwörter:<br />

Maschinelle Übersetzung, semantische patterns, translation memories, maschinelles Lernen<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Elita N., Gavrila, M.: Enhancing translation memories with semantic knowledge. Budapest, Hungary, 2006,<br />

Proceedings of the First Central European Student Conference in Linguistics<br />

Gavrila M., Elita N.: RoGER – un corpus paralel aliniat (Romanian), Iasi, 2006, Workshop proceedings<br />

Romanian Linguistic Resources and Tools for Natural Language Processing, ed. University Al.I. Cuza,<br />

Iasi<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Sachmittel:<br />

Personalmittel:<br />

DAAD<br />

10/2005 bis 10//008<br />

-<br />

€ 36.000<br />

2.6. Rekombinationsstrategien in der beispielbasierten maschinellen Übersetzung<br />

Elita, Natalia; Gavrila, Monica; v. Hahn, Walther, Prof. Dr.; Vertan, Cristina, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

10/2005 bis 7/2009<br />

Projektbeschreibung :<br />

Das Projekt untersucht Rekombinationsstrategien für beispiel-basierte maschinelle Übersetzung. Dieses<br />

Thema wird als "der schwierigste Schritt im EBMT Prozess" betrachtet – (H. Somers, "An Overview of<br />

EBMT" 2003) und es ist ein "Bereich, der wenig Aufmerksamkeit empfangen hat" - (K. McTait "Translation<br />

Pattern Extraction and Recombination for Example-Based Machine Translation, 2001).<br />

Zurzeit verwenden EBMT-Systeme als Zielsprache in der Übersetzung Englisch; dadurch treten viele<br />

Probleme in der Morphologie bei der Rekombinationsphase nicht auf. Das Projekt konzentriert sich<br />

exemplarisch auf zwei stark flektierte Sprachen – Rumänisch und Deutsch.<br />

Obwohl im Projekt die zwei erwähnten Sprachen untersucht werden, ist das Ziel des Forschungsvorhabens<br />

die Entwicklung von sprachunabhängigen Algorithmen.<br />

65


ISR – NatS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Schlagwörter:<br />

66<br />

Beispielbasierte maschinelle Übersetzung, Rekombination, computergestützte Morphologie<br />

Publikationen:<br />

Elita N., Gavrila M.: Enhancing translation memories with semantic knowledge. Budapest, Hungary, 2006,<br />

Proceedings of the First Central European Student Conference in Linguistics<br />

Gavrila M., Elita N.: RoGER – un corpus paralel aliniat, (Romanian), Iasi, 2006, Workshop proceedings<br />

Romanian Linguistic Resources and Tools for Natural Language Processing, ed. University Al.I. Cuza,<br />

Iasi<br />

Elita, N,; Gavrila, M.; Vertan, C.: Experiments with String Similarity measures in the EBMT Framework. In<br />

Proceedings Europ. Conf. on Recent Advances in Natural Language Processing, RANLP-2007, Borovets,<br />

Bulgaria, 2007<br />

2.7. Innovative Lehrformen im Bereich der Sprachverarbeitung<br />

v. Hahn, Walther, Prof. Dr.; Vertan, Cristina, Dr.; Gavrila, Monica; Redder, Angelika, Prof. Dr. (FB. 07);<br />

von Bremen, Christina (FB. 07)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

6/2005 – 5/<strong>2008</strong>, 10/2007 – 10/<strong>2008</strong>, 10/2005 – 5/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

In den drei Projekten<br />

• PROLIV – Animierte Prozessmodelle komplexer Linguistischer Verfahren<br />

• Texttechnologien<br />

• TAPEJA – Text Analyse mit PERL und JAVA – Ein Programmierungskurs für Linguisten und Literaturwissenschaftler<br />

werden didaktische Ansätze, Methoden und Werkzeuge für innovative Lehreformen im Bereich Linguistik<br />

und Sprachverarbeitung entwickelt. Dies umfasst u.a. animierte Präsentationen für algorithmische Abläufe<br />

sowie Methoden und softwaretechnische Ansätze für die Textanalyse.<br />

Schlagwörter:<br />

E-learning, Sprachverarbeitung, Computerphilologie, Linguistik, Visualisierung<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Gavrila, M.; Vertan, C.: Visualization of complex linguistic theories. Bangkok/Thailand, 2006, Proceedings<br />

of the International Conference on Digital Media and Learning Conference Proceedings, pages 158-163<br />

Gavrila, M.; Vertan, C., v. Hahn, W.: Managelex – a tool for the management of complex lexical structures.<br />

In GLDV-Journal for Computational Linguistics and Language Technology, Band 21, Heft 1, Exchange<br />

of Lexical and Terminological Resources, Beiträge des Workshops des GLDV-Arbeitskreises<br />

Maschinelle Übersetzung, Koethen, Juni 2005, pages 57-65, ISSN 0175-1336, 2006<br />

Vertan, C.; Lemnitzer, L.; Killing, A.; Simov, K.; Evans, D.; Osenova, P.; Monachesi, P.: Crosslingual<br />

retrieval in an eLearning environment, in proceedings of Artificial Intelligence and Human Oriented<br />

Computing, AIIA 2007 (erscheint <strong>2008</strong> auch in Lecture Notes of Computer Science)<br />

Lemnitzer, L.; Killing, A.; Simov, K.; Vertan, C.; Evans, D.; Cristea, D.; Monachesi, P.: Improving the<br />

search for learning objects with keywords and ontologies. In Proceedings of Technologically enhanced<br />

learning conference 2007 (Best paper award)<br />

Lemnitzer, L.; Mossel, E.; Vertan, C.: Language Technology for eLearning – a multilingual approach from<br />

the German perspective, in Datenstrukturen für linguistische Ressourcen und ihre Anwendungen,<br />

Proceedings of the Biennial GLDV Conference, Gunter Narr Verlag Tübingen, S. 135-144, 2007<br />

Finanzierung:<br />

Proliv Texttechnologien Tapeja<br />

Geldgeber: Multimedia Kontor Multimedia Kontor <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

Laufzeit der Förderung: 6/2005 bis 6/2007 10/2005 bis 5/<strong>2008</strong> 10/2007 bis 10/<strong>2008</strong><br />

Sachmittel: € 63.469 € 500<br />

Personalmittel: € 2.133 € 5.000 € 4.500


AB Natürlichsprachliche Systeme NatS – ISR<br />

2.8. LT4eL - Language Technology for eLearning<br />

Vertan, Cristina Dr.; v.Hahn, Walther, Prof. Dr.; Mossel, Eelco<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

von 12/2005 bis 6/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung<br />

Das Projekt entwickelt Technologien für die Verbesserung von eLearning Systemen. Bisher wurden LOs<br />

(Learning Objects) nur mit Standard Annotationen versehen. ImLT4eL sollen linguistische Annotationen<br />

sowie die Anwendung einer Ontologie und eines Crosslingual Retrieval Prozesses die Suche nach LOs in<br />

einem eLearning System deutlich verbessern. Das Projekt wird von der <strong>Universität</strong> Utrecht koordiniert und<br />

hat 12 Institutionen aus 7 Ländern als Teilnehmer. Die <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> ist für den Bereich<br />

Multi¬lingualität verantwortlich, d.h. Entwicklung einer cross¬lingual retrieval engine und die Abbildung<br />

von multilingualen Lexika auf der Ontologie.<br />

Schlagwörter:<br />

eLearning, Crosslingual Retrieval, Sprachverarbeitung<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Monachesi, P.; Cristea, D.; Evans, D.; Killing, A.; Lemnitzer, L.; Simov, K.; Vertan, C.: Integrating<br />

Language Technology and Semantic Web techniques in eLearning.“, Villach/Östereich, 2006, in<br />

Proceedings of ICL 2006<br />

Monachesi, P.; Lemnitzer, L.; Simov, K.; Cristea, D.; Killing, A.; Evans, D.; Vertan, C.: LTeL - Language<br />

Technology for eLearning, Varna/Bulgarien, 2006, Proceedings of NLP4ME 2006<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Sachmittel:<br />

Personalmittel:<br />

EU-IST/FP6<br />

12/2005 bis 6/<strong>2008</strong><br />

€ 12.376<br />

€ 66.980<br />

2.9. Morphology-based language modeling for Amharic<br />

Yifiru Tachbelie, Martha<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/2006 bis 3/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Language models are fundamental to many natural language applications such as speech recognition,<br />

statistical machine translation, spelling correction, etc. A language model is a probability distribution over<br />

strings P(s) that attempts to reflect the frequency with which each string s occurs as a sentence in natural<br />

language text. Since it is impossible to calculate conditional probabilities for all word sequence of arbitrary<br />

length in a given language, N-gram language models are generally used. Even, with N-gram models, it is not<br />

possible that all word sequences can be found in the training data (data sparseness problem). In particular for<br />

morphologically rich languages, there are even individual words that might not be encountered in the training<br />

data irrespective of how large it is (Out of Vocabulary problem). In such cases, a promising alternative is to<br />

abandon the word as a modeling unit and use sub-word units for the purpose of language modeling.<br />

The goal of this research project is the development of a morpheme-based language model for Amharic, a<br />

major language spoken in Ethiopia. Amharic belongs to the semitic language family and is morphologically<br />

rich. It exhibits both non-concatenative (root-pattern) and concatenative morphological features. Stems can<br />

be derived from roots (radicals) by intercalating patterns (vocalic elements). Moreover, affixes are used to<br />

create inflectional and derivational word forms.<br />

Publikationen:<br />

Yifiru Tachbelie, M.; Menzel, W.: Sub-word based language modeling for Amharic. In Proc. Europ. Conf. on<br />

Recent Advances in Natural Language Processing, RANLP-2007, Borovets, Bulgaria, 2007<br />

Schlagwörter:<br />

Language modeling, morpheme-based language modeling, sub-word based language modeling, Amharic<br />

67


ISR – NatS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Finanzierung:<br />

68<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Personalmittel:<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> – Nachwuchsförderung<br />

4/2006 bis 3/<strong>2008</strong><br />

€ 23.400<br />

Gan, T.; Menzel, W.; Zhang, J.: Using the Tandem Approach for AF Classification in an AVSR System<br />

Proceedings of the 5th International Symposium on Neural Networks (ISNN), Beijing, China, <strong>2008</strong><br />

Le, N.-Th.; Menzel, W.: The coverage of error diagnosis in logic programming using weighted constraints –<br />

the case of an ill-defined domain. In Proceedings of the 21st International Florida Artificial Intelligence<br />

Research Society Conference, pp. 421-426, <strong>2008</strong><br />

Le, N.-Th.; Menzel, W.: Towards an evaluation methodology of diagnostic accuracy for ill-defined domains.<br />

In Proceedings of the 16th Int. Conf. on Computers in Education, pp. 117-124, <strong>2008</strong><br />

McCrae, P.; Foth, K.; Menzel, W.: Modelling global phenomena with extended local constraints. In In:<br />

Villadsen, J.; Christiansen, H. (Eds.) Proceedings 5th Int. Workshop on Constraints and Language<br />

Processing, CSLP-<strong>2008</strong>, Roskilde, Dänemark, S. 48-60, <strong>2008</strong><br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Menzel, Wolfgang<br />

20.06.<strong>2008</strong>: Dependency Parsing – Old and new challenges, Eingeladener Vortrag, Workshop „Parsing<br />

German“, 46 th ACL Conference, Columbus, Ohio<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Menzel, Wolfgang:<br />

Studienreformausschuss<br />

Departmentvorstand<br />

Gemeinsame Komission Bioinformatik (Vorsitz)<br />

Gemeinsame Kommission Wirtschaftinformatik<br />

v. Hahn, Walther:<br />

2. Vorsitzender <strong>Hamburg</strong> Digital Humanities<br />

Vertan, Cristina:<br />

Vorsitzende der Arbeitsstelle Computerphilologie<br />

Gründungsmitglied <strong>Hamburg</strong> Digital Humanities<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Menzel, Wolfgang:<br />

Deutsche Forschungsgemeinschaft<br />

International Journal on Artificial Intelligence in Education<br />

Workshop „Parsing German“, 46 th ACL conference, Columbus, Ohio<br />

Le, Nguyen-Thinh:<br />

International Journal on Artificial Intelligence in Education<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung<br />

von Hahn, Walther; Vertan, Christina:<br />

European Machine Translation Conference, EAMT-<strong>2008</strong>, <strong>Hamburg</strong>, September, <strong>2008</strong><br />

Sonstige Aktivitäten<br />

Menzel, Wolfgang:<br />

Vorlesungsreihe an der PhD school in Information Technology, Addis Ababa University, Oktober <strong>2008</strong><br />

Vorlesung in der Kinderuniversität <strong>Hamburg</strong>, 10.11.<strong>2008</strong>


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

Arbeitsbereich<br />

Technische Aspekte Multimodaler Systeme (TAMS)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30 / Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2430, Fax: +49 40 428 83-2397<br />

http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Jianwei Zhang (Leiter)<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inform. Hannes Bistry, Dr. Norman Hendrich, Dipl.-Inform Sascha Jockel (CINACS), Dipl.-Inform.<br />

Bernd Schütz, Dipl.-Inform. Martin Weser (CINACS), Dr. Wang Wei, Dr. Houxiang Zhang, Dipl.-Inf. Denis<br />

Klimentjew (ab 02/<strong>2008</strong>)<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Dipl.-Ing. Manfred Grove; Dr. Andreas Mäder, BA Tatjana Tetsis (Fremdsprachliche Angestellte)<br />

Gäste:<br />

Stipendien:<br />

MSc Mohammed Elmogy (Kairo, EG); 01.11.2006 – 31.10.2010 (Über Ägyptische Regierung im Long Term<br />

Mission System)<br />

MSc Yanzi Miao (XuZhou, CN), 01.08.2007 – 31.10.<strong>2008</strong> (China Scholarship Council)<br />

Gionata Salvietti (Siena, IT), 25.08. <strong>2008</strong> – 26.01.2009 (ERASMUS)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Der Arbeitsbereich Technische Aspekte multimodaler Systeme (TAMS) unter der Leitung von Prof. Dr.<br />

Jianwei Zhang hat die allgemeine Zielsetzung, wissenschaftliche Methoden zu entwickeln, die aus<br />

vielfältigen Kanälen wie maschinellem Sehen, aus Sprache, Klang oder Tastsinn und durch aktive robotische<br />

Bewegungen und Manipulation Informationen gewinnen. Diese Methoden sollen auf integrierten<br />

Echtzeitsystemen angewandt und evaluiert werden. Die Forschungsschwerpunkte umfassen multimodale<br />

Informationsverarbeitung, effiziente Kodierung und Übertragung von Audio-Videodaten, sensorgestützte<br />

Manipulation, kognitive Robotik, robotisches Lernen, kognitive E-Learning Systeme, Mensch-Maschine-<br />

Interaktion und den Bereich des VLSI Entwurfs. Die Anwendungsbereiche sind Service-Roboter, intelligente<br />

Sensoren, aktive Medien und hochentwickelte Nano-Manipulationsplattformen. Schon in den vergangenen<br />

Jahren hatte sich bei uns ein Wandel vollzogen von der einfachen Trennung zwischen Hardware und<br />

Software hin zur Systemsicht, bei der die Aufgabenstellung im Vordergrund steht, während die Trennung in<br />

Hard- und Softwareanteile ein Teil des Systementwurfsprozesses wurde. Sensorik erfordert generell hohe<br />

Datenverarbeitungsleistung, wie z.B. im Fall einer Smart-Kamera. Hier kommt dem Arbeitsbereich die lange<br />

Mitgliedschaft im Projekt EUROPRACTICE zugute sowie auch die Erfahrung im Bereich der digitalen<br />

Signalverarbeitung.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Verarbeitung multimodaler Informationen in der fortgeschrittenen Robotik<br />

In einem weit gefassten Sinn können Roboter als eine Art neue Medien verstanden werden. Genauso wie der<br />

Text in den Zeitungen benutzt wird, um Informationen zu transportieren oder das Fernsehen wie auch das<br />

multimediale Internet unsere Fähigkeiten zu sehen und zu hören erweitern, so können auch Roboter durch<br />

ihre Funktion die Reichweite unserer Mobilität und unseres Aktionsraumes erhöhen. Roboter als Träger der<br />

Telepräsenz ermöglichen die verkörperte physikalische Interaktion. Sehr sinnvoll ist die technische<br />

Umsetzung der Teilergebnisse der Forschungen in die Praxis wie z.B. Schnittstellen für "Personal Robots",<br />

medizinische Anwendungen und Entwicklung von Maschinen mit hohem MIQ. Sie gehören sicherlich zu den<br />

wichtigsten Themen der "Advanced IT" in der nächsten Dekade.<br />

Das Kernanliegen der Forschungsvorhaben des Arbeitsbereichs ist die Untersuchung des Zusammenwirkens<br />

verschiedener Modalitäten sensorischer und kognitiver Systeme, wie z.B. Sehen, Schreiben, Hören,<br />

Sprechen, Tasten oder Greifen. Auch das Zusammenwirken verschiedener Aktuatoren wie Manipulator,<br />

mobile Plattform, Schwenk-Neige Einheit wird unter multimodalen Aspekten untersucht. Die Interaktion<br />

69


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

70<br />

zwischen Menschen und technischen Informations- und Kommunikationssystemen steht dabei in direkter<br />

Beziehung zur Multimodalität. Einen Schwerpunkt der Arbeit des Arbeitsbereichs TAMS sollen deshalb<br />

Anwendungen im Bereich der intelligenten Service-Robotik bilden. Es ist absehbar, dass interaktive Service-<br />

Roboterplattformen erheblich an Bedeutung gewinnen werden. Solche intelligenten Systeme mit Sensorik-,<br />

Aktorik- und Kommunikationsfähigkeiten dienen daher sowohl der Erforschung praktischer<br />

Problemstellungen der multimodalen Informationsverarbeitung als auch der theoretisch-methodisch<br />

fundierten Analyse der Komplexität der Problembereiche.<br />

Entwurf integrierter Schaltungen und integrationsgerechter Architekturen<br />

Der Entwurf von Systemen ist immer dann eine Herausforderung, wenn Randbedingungen zu erfüllen sind,<br />

die bei den Standard-Entwurfsverfahren nicht vorgesehen sind oder in der Entwurfssoftware nicht unterstützt<br />

werden. In solchen Fällen ist auch die Zusammenarbeit der Industrie mit der <strong>Universität</strong> sinnvoll. So wurden<br />

Arbeiten auf dem Gebiet der dynamisch rekonfigurierbaren Architekturen fortgeführt. Derartige<br />

Hardwarestrukturen, die sich im Betrieb automatisch an die momentanen Anforderungen anpassen, sollen<br />

auch in „intelligenten Sensoren“, wie sie in Kooperation mit der Firma Basler im BMBF-Projekt IVUS<br />

untersucht werden, zum Einsatz kommen.<br />

Besonders für den Einsatzbereich der Robotik müssen die Rechnersysteme oft derart spezielle<br />

Systemeigenschaften besitzen, dass schon beim Entwurf anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen<br />

die Einbettung in die Anwendungsumgebung zu beachten ist. Speziell tritt dabei die Frage nach der<br />

Verteilung von Funktionen in komplexen Anwendungen auf („Embedded Systems“).<br />

Für den Entwurf eines komplexen Systems muss zunächst auf möglichst hoher Abstraktionsebene eine<br />

Verhaltensbeschreibung vorliegen, auf deren Basis eine Systemsimulation vorgenommen werden kann.<br />

Wünschenswert sind Methoden, die einen automatischen detaillierten Systementwurf ausgehend von einer<br />

abstrakten Beschreibung durchführen. Die <strong>Universität</strong>en können in den unteren Entwurfsebenen kaum noch<br />

einen Beitrag leisten. Der Arbeitsbereich hat seine Arbeiten daher in den letzten Jahren immer mehr in die<br />

auch für die universitäre Lehre wichtigeren Abstraktionsebenen oberhalb der Schicht verlegt, in der der<br />

detaillierte rechnergestützte Entwurf integrierter Schaltungen beginnt.<br />

Nanomanipulation<br />

Viele Forschungsgruppen auf der Welt beschäftigen sich mit der gezielten Manipulation von Objekten im<br />

nanoskaligen Bereich – der Nanomanipulation. Allerdings gibt es auch international nur wenige Ansätze, den<br />

Prozess der manuellen Nanomanipulation durch komfortable Benutzerschnittstellen und ggf. spezielle Ein-<br />

Ausgabegeräte zu unterstützen. Darüber hinaus sind kaum Anstrengungen bekannt, den fehlerträchtigen und<br />

zeitraubenden Prozess der manuellen Nanomanipulation zu automatisieren.<br />

Ziel des AB TAMS ist unter Ausnutzung der Erfahrungen in der Robotik die Entwicklung von Algorithmen<br />

und Software für die automatisierte Manipulation von Oberflächen auf molekularer bzw. atomarer Ebene.<br />

Ein derartiges Werkzeug hat insbesondere für die Vorbereitung wissenschaftlicher Experimente große<br />

Bedeutung. Die Automatisierung führt zu einer enormen Zeitersparnis, bzw. ermöglicht überhaupt erst<br />

Experimente die z.B. eine große Zahl von Einzelmanipulationen auf atomarer Ebene voraussetzen. Mit<br />

diesem Projekt kooperiert der AB TAMS u.a. eng mit dem Institut für Angewandte Physik und war auch mit<br />

dieser Thematik am Exzellenzcluster-Antrag „Automically Tailored Materials and Quantum Nanoprobes“<br />

der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> beteiligt.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

• Airbus S.A.S.<br />

• Basler AG<br />

• Bosch<br />

• IBEO Ibeo Automobile Sensor GmbH<br />

• Ritz Messwandler<br />

• Volkswagen AG<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• Arbeitsbereich Biologische Psychologie und Neuropsychologie, <strong>Hamburg</strong><br />

• Georg-August-<strong>Universität</strong> Göttingen<br />

• Institut für Angewandte Physik, <strong>Hamburg</strong><br />

• Institut für Neurophysiologie und Pathophysiologie, UKE, <strong>Hamburg</strong><br />

• Neuroimaging Center, UKE, <strong>Hamburg</strong><br />

• TU Harburg, <strong>Hamburg</strong>


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

• <strong>Universität</strong> Bielefeld<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• BeiHang University, China<br />

• Beijing University of Posts & Telecommunications, China<br />

• China Telecom Corporation Limited Beijing Research Institute, China<br />

• Chinese University of Hong Kong, China<br />

• City University of Hong Kong, China<br />

• Create-Net, Italien<br />

• ENENSYS Technologies S.A., Frankreich<br />

• Nokia Siemens Networks Ltd. Beijing, China<br />

• Shanghai University, China<br />

• Tsinghua University, China<br />

Ausstattung<br />

Zur Ausstattung gehören u. a. ca. 50 PCs, drei Server, der Service-Roboter TASER samt omnidirektionalem<br />

Sichtsystem, aktivem Stereokopf mit zwei Firewire-Kameras sowie zwei Handkameras, zwei Manipulator-<br />

Armen und zwei Dreifinger-Händen; ein NanoManipulator mit Atomic Force Microscope (AFM) und<br />

haptischen Vorrichtungen, zwei humanoide Roboter HOAP_2, der Kletterroboter Skycleaner IV sowie<br />

weitere Roboterplattformen, technische Geräte und Software. Die konkrete Geräteausstattung des<br />

Arbeitsbereichs ist dem Wirtschaftsbericht zu entnehmen, Näheres zu einzelnen Geräten findet sich neben<br />

den Projektbeschreibungen auch unter http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/research/.<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1 Entwicklung eines autonomen Service-Roboters<br />

Jockel, Sascha, Dipl.-Inform; Weser, Martin, Dipl.-Inform.; Klimentjew, Denis, Dipl.-Inf.; Mäder, Andreas,<br />

Dr.; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 8/2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Abb. 1<br />

Die Realisierung einer autonomen interaktiven Service-Roboterplattform<br />

für nicht-triviale Aufgaben, die die Fähigkeit hat, einen zielgerichteten<br />

multimodalen Dialog mit Hilfe natürlicher Sprache, Gestik, Blick, etc. zu<br />

führen, ist eine anspruchsvolle Herausforderung nicht nur aus der<br />

Perspektive der Robotik und der <strong>Informatik</strong>. Die Hauptaufgabe autonomer<br />

interaktiver Service-Roboter besteht darin, Menschen bei alltäglichen<br />

Aufgaben im industriellen Umfeld, bei Dienstleistungen oder zu Hause zu<br />

unterstützen.<br />

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines autonomen, interaktiven,<br />

mobilen Service-Roboters. Hierzu gehören die selbstständige Navigation<br />

in einer Büroumgebung, das Erkennen von Objekten, Hindernissen und<br />

Personen, sowie die Manipulation von Objekten. Handlungsautonomie<br />

und Lernen durch natürliches Instruieren sind darauf aufbauende<br />

Fähigkeiten. Manipulative Aktionen werden durch verschidene Sensoren<br />

überwacht und auf hoher Abstraktionsebene in einer autobiographischen<br />

Gedächtnisstruktur gespeichert um für zukünftige Handlungenplanungen<br />

zugänglich zu sein.<br />

Aufgabe ist es, Verfahren zu entwickeln, zu evaluieren, zu optimieren und zu generalisieren, so dass der<br />

Einsatz des mobilen Robotersystems mit denselben Methoden in diversen weiteren Szenarien möglich wird.<br />

71


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

72<br />

Im Berichtsjahr wurde die Hardware weiter assembliert und die entsprechende Softwareinfrastruktur<br />

ausgebaut und gewartet. Die Leistungs- und Einsatzfähigkeit ist dabei erheblich erweitert worden.<br />

Ziel ist es, den zweiten Arm ebenfalls auf dem Service-Roboter zu integrieren, um somit dem System eine<br />

menschenähnliche Operabilität zu verleihen. Hierbei wurden Anpassungen an der bereits bestehenden<br />

Softwareinfrastuktur vorgenommen, um den parallelen Einsatz von zwei Armen an einer Kontrolleinheit zu<br />

ermöglichen. Die Software wurde dahingehend aktualisiert, komplexe Roboteraktionen mit wenig Aufwand<br />

anstossen zu können. Weiterhin wurden Schnittstellen des Gesamtsystems auf die neuesten Software-<br />

Bibliotheken umgestellt. Automatisierbare Prozesse wurden in Hardware implementiert, um die Auslastung<br />

der zentralen Rechnereinheit zu optimieren. Ein Beispiel hierfür ist das Drittmittelprojekt IVUS, bei dem<br />

Bilddaten der Kameraeinheiten autonom von einer Hardwareeinheit verarbeitet werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Mobile Roboter; Navigation; Lokalisation; Regelung; Manipulation; Maschinelles Lernen; Stereo- und<br />

OmniVision; Mensch-Maschine-Interaktion<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Jockel, S.; Weser, M.; Westhoff, D.; Zhang, J.: Towards an Episodic Memory for Cognitive Robots,<br />

Proceedings of the 6th International Cognitive Robotics Workshop at 18th European Conference on<br />

Artificial Intelligence (ECAI), Patras, Greece, IOS Press, 7/<strong>2008</strong><br />

Jockel, S.; Westhoff, D.; Zhang, J.: EPIROME - A Novel Framework to Investigate High-Level Robot<br />

Memory, Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics<br />

(ROBIO), Sanya, China, December 2007, pp. 1075-1080<br />

Weser, M.; Zhang, J.: Proactive Multimodal Perception for Feature Based Anchoring of Complex Objects,<br />

Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), Sanya,<br />

China, December 15-18, 2007<br />

Mäder, A.; Bistry, H.; Zhang, J.: Towards intelligent autonomous Vision Systems -- Smart Image Processing<br />

for Robotic Applications, IEEE/RJS 2007 International Conference on Robotics and Biomimetics, Sanya,<br />

China; Dezember 2007<br />

Bistry, H.; Westhoff, D.; Zhang, J.: A smart interface-unit for the integration of pre-processed laser range<br />

measurements into robotic systems and sensor networks, IEEE/RJS 2007 International Conference on<br />

Intelligent Robots and Systems, San Diego, USA; Oktober 2007<br />

Westhoff, D.; Zhang, J.: A Unified Robotic Software Architecture for Service Robotics and Networks of<br />

Smart Sensors, Autonome Mobile Systeme 2007 - 20. Fachgespräch Kaiserslautern, Springer-Verlag<br />

GmbH, Heidelberg, Oktober 2007<br />

Jockel, S.; Baier-Löwenstein, T.; Zhang, J: Three-Dimensional Monocular Scene Reconstruction for Service-<br />

Robots: An Application, Proceedings of VISAPP 2007 - Second International Conference on Computer<br />

Vision Theory and Applications, Vol. Special Sessions, Barcelona, Spain, March 2007, INSTICC Press,<br />

pp. 41-46<br />

Bistry, H.; Poehlsen, S.; Westhoff, D.; Zhang, J.: Development of a Smart Laser Range Finder for an<br />

Autonomous Service Robot, IEEE International Conference on Integration Technology (ICIT), Shenzen,<br />

China; März 2007<br />

Westhoff, D.; Stanek, H.; Zhang, J.: Distributed Applications for Robotic Systems using Roblet-Technology,<br />

ISR/Robotik 2006, VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, Mai 2006<br />

Zhang, J.; Mäder, A.: Intelligente präzise Vision-Systeme zur Unterstützung von Service-Robotern --<br />

(IVUS), BMBF-Statustagung, Berlin, Nov. 2006<br />

K. Hübner, Westhoff, D., Zhang, J.: A Comparison of Reginal Feature Detectors in Panoramic Images, 2006<br />

IEEE Int. Conf. on Information Aquisition (ICIA), August 2006


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

2.2 Anforderungen der Reinigung von Glaswänden und Entwicklung eines Kletterroboters<br />

Houxiang, Zhang, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1/2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

In our TAMS group, the improved full pneumatic climbing robot Sky Cleaner IV is being developed as an<br />

intelligent demonstrator and test bed for the implementation of nonlinear locomotion control.<br />

In <strong>2008</strong>, our research was concentrated on two aspects.<br />

First we improved the nonlinear position control system. Pneumatic actuators control the robot’s movement,<br />

reducing its weight and increasing its dexterity. The pneumatic system of the robot includes X, Y and Z<br />

cylinders, a waist cylinder, brush cylinders and vacuum suckers. The major challenge of the pneumatic<br />

system is to achieve precise position control of the two rodless linear X and Y cylinders since the system is<br />

nonlinear. Two novel ideas were introduced to the pneumatic actuating system. Firstly, the X and Y cylinders<br />

feature an improved pneumatic scheme that drives two groups of four 2-position-2-port high speed on-off<br />

valves to adjust the pressure in the two chambers of each cylinder. This improves the pneumatic stiffness of<br />

the cylinders remarkably. Secondly, considering the effects of friction and movement acceleration of the<br />

cylinder, a compensating variable bang-bang controller is presented to control the cylinders’ movement and<br />

keep the merits while eliminating the oscillation. The experimental results prove that the two approaches can<br />

effectively improve the system’s stiffness and control its quality.<br />

Secondly, a new real-time operation control system was adapted to the Sky Cleaner IV so that the operating<br />

safety and efficiency is higher remarkably, as shown in Fig. 2<br />

Schlagwörter:<br />

Climbing robots<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Abb. 2<br />

Zhang, H.; Wang, W.; Zong, G.; Zhang, J.: Real-time Control Realization of a New Pneumatic Climbing<br />

Robot, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA <strong>2008</strong>),<br />

Singapore, 3-5 June, <strong>2008</strong><br />

Zhang, H.; Wang, W.; Yu, W.; Zhang, J: High Stiffness Pneumatic Actuating Scheme and Improved Position<br />

Control Strategy Realization of a Pneumatic Climbing Robot, Proceeding of IEEE Robio<strong>2008</strong>, Bangkok,<br />

Thailand, Dec. <strong>2008</strong> (in press)<br />

2.3 Flexible mobile robot JL-I<br />

Zhang, Houxiang, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1/2006<br />

73


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Projektbeschreibung:<br />

74<br />

Since 2006, we have been designing the modular reconfigurable mobile robotic system JL-I, as shown in Fig.<br />

3. First we worked on its locomotion capability, which is the lowest basic functionality of robot systems for<br />

urban search and rescue applications.<br />

This year, we have been concentrating on the force cooperation between robots which can enhance the<br />

mobility of robots in the field. To reveal how force cooperation enhances the terrain adaptability of JL-1 and<br />

to discover the limits of the current reconfiguration mechanism, we analyzed the forces arising between<br />

robots during force cooperation. By examining one typical, flexible force cooperation, the docking action, we<br />

deduce the self-aligning conditions of the current docking mechanism, which is useful to improve the<br />

mechanism and clarify the demands on the docking guidance sensors. The static analysis of the postureadjusting<br />

mechanism yields the force amplifying feature and the drivable workspace of this motorized<br />

spherical joint consisting of a parallel and serial mechanism. The analysis also explains why some<br />

locomotion types of JL-1 are performed the way they are. After that, a series of onsite experiments confirm<br />

the abilities of the locomotion performance and the force cooperation of JL-1.<br />

Schlagwörter:<br />

Mobile robot<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Abb. 3<br />

Zhang, H.; Wang, H.; Zong, G.; Zhang, J.: A Novel Modular Mobile Robot Prototype for Urban Search and<br />

Rescue, One Chapter in Book of "Service Robotics Applications", Ed. Y. Takahashi, pp.213-234, I-Tech<br />

Education and Publishing. <strong>2008</strong><br />

Wang, W.; Zhang, H.; Zong, G.; Deng, Z.: A Reconfigurable Mobile Robots System Based on Parallel<br />

Mechanism, One Chapter in Book of "Parallel Manipulators", pp.347-362, <strong>2008</strong><br />

2.4 Modular robot<br />

Zhang, Houxiang, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1/2005<br />

Projektbeschreibung:<br />

Since 2005, Ph.D Houxiang Zhang has been working on low-cost passive modular robots. The Y1 modular<br />

robot with one DOF in Fig. 4, was designed by the project partner Juan Gonzalez-Gomez in 2004 as the first<br />

prototype. Using this prototype, the minimal configurations for movement were studied. Then two eightmodule<br />

robots were built for further research purposes. One is a pitch-connecting modular robot and the<br />

other a pitch-yaw connecting robot. Based on Y1, the following project was aimed at developing a real lowcost,<br />

robust, fast-prototyping modular robot with an onboard controller and sensors and a friendly easy-to-use<br />

programming environment for testing and evaluating inspired technology. We have been improving GZ-I<br />

since 2006. One module is about 80 mm long, 50 mm wide and 50 mm high, as shown in Fig. 5. It consists of<br />

six mechanical parts, a RC servo and an electrical controller with enough input and output resources. GZ-I<br />

features the following aspects:<br />

1) Low-cost mechanical design with only six parts in aluminum making up a strong module;


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

2) Simple robust modules assembling manually and quick-to-build, easy-to-handle design;<br />

3) Four faces for interconnecting modules to implement pitching and yawing movements and two crossed<br />

connecting modes so that the system can be extended to build different kinds of inspired robots<br />

4) Onboard controller and sensors completing the system and making sensor-servo-based active perception of<br />

the environment possible.<br />

Schlagwörter:<br />

Modular robot<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Abb. 4 Y1 modular robot and first try on climbing at TAMS<br />

Abb. 5 GZ-I modular robot and system integration<br />

Zhang, H.; Xie, Z.; Gonzalez-Gomez, J.; Zhang, J.: Embedded Intelligent Capability of a Modular Robotic<br />

System, Proceeding of IEEE Robio<strong>2008</strong>, Bangkok, Thailand, Dec. <strong>2008</strong> (in press)<br />

Li, Y.; Chen, S.; Zhang, H.: A Configuration Based on Module GZ-I: Four Legged Robot, Proceeding of<br />

IEEE Robio<strong>2008</strong>, Bangkok, Thailand, Dec. <strong>2008</strong>. (In press) (Ph.D Houxiang Zhang as the corresponding<br />

author)<br />

Zhang, H.; Gonzalez-Gomez, J.; Xie, Z.; Cheng, S.; Zhang. J.: Development of a Low-cost Flexible Modular<br />

Robot GZ-I, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent<br />

Mechatronlics, Xi'an, China, 4 - 7 June, pp.223-228, <strong>2008</strong><br />

2.5 Climbing caterpillar robot<br />

Zhang, Houxiang, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 9/2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Based on the investigation of the movement mechanism of natural caterpillars (Fig.6), we combine climbing<br />

techniques with the idea of a modular robot to propose an inspired multifunctional modular climbing<br />

caterpillar, which is capable of:<br />

Walking and climbing not only on rugged terrain but also on the vertical surfaces and ceilings on the inside<br />

of buildings;<br />

Locomotion capacities including pitching, yawing, lateral shift, and rotating;<br />

Sensor-servo-based active perception of the environment.<br />

The last decade has seen an increasing interest in developing and employing climbing mobile robots for<br />

industrial inspection, conducting surveillance, and urban search and rescue. Because of their portability, wide<br />

usage and less potential danger involved, mini-climbing robots are more attractive and promising than their<br />

bigger counterparts for applications such as inspection and monitoring. Traditional climbing robots which are<br />

relatively big and heavy, rely on complex kinematics models of the system itself as well as an equally<br />

complex model of the environment with which it interacts. However, existing approaches do not allow future<br />

systems to adapt to new surroundings and tasks successfully and quickly.<br />

75


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

76<br />

The goal of this research is to develop a flexible bio-inspired mobile robotic platform featuring an easy-tobuild<br />

mechanical structure, a low-frequency vibrating passive attachment principle and various locomotion<br />

capabilities. The proposed robotic caterpillar will be endowed with a novel control hierarchy with different<br />

levels. We will implement new biologically inspired approaches on the system and improve the flexibility of<br />

robotic systems.<br />

Schlagwörter:<br />

Inspired robot, climbing robot<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Abb. 6<br />

Zhang, H.; Wang, W.; Zhang, J.: Biological Inspirations for the Design of Climbing Robotic Caterpillars,<br />

Submit to <strong>2008</strong> Sino-European Workshop on Intelligent Robots and System, Chongqing, China<br />

Wang, W.; Zhang, H.; Wang, Y.; Wang, K.; Zhang. J.: Analysis of the Kinematics of Module Climbing<br />

Caterpillar Robots, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent<br />

Mechatronlics, Xi'an, China, 4 - 7 June, pp.84-89, <strong>2008</strong> (Best Conference Paper)<br />

Wang, W.; Wang, Y.; Qi, J.; Zhang, H.; Zhang, J.: The CPG Control Algorithm for a Climbing Worm Robot,<br />

Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA <strong>2008</strong>),<br />

Singapore, 3-5 June, <strong>2008</strong><br />

Wang, K.; Wang, W.; Li, D.; Zhang, H.; Zhang. J.: Analysis of Two Vibrating Suction Methods, Proceeding<br />

of IEEE Robio<strong>2008</strong>, Dec. <strong>2008</strong>, Bangkok, Thailand (in press)<br />

2.6 3D Wahrnehmung und Interaktion mit der Umgebung für humanoide Roboter<br />

Klimentjew, Denis, Dipl.-Inf.; Jockel, Sascha, Dipl.-Inform; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

3/<strong>2008</strong> bis 9/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

In der Robotik, besonders im Bereich humanoider Roboter, bilden die Stereokamerasysteme nach wie vor<br />

eine der wichtigsten Schnittstellen des Roboters zur Außenwelt. Der Vorteil dieser Systeme liegt in der<br />

Möglichkeit, die Umwelt wahrzunehmen und auf Ereignisse gezielt zu reagieren. Dabei stellt der Verlust der<br />

Tiefeninformation bei der Bildaufnahme einen der größten Nachteile dieser Systeme dar. Kann die Tiefe<br />

rekonstruiert werden, bietet ein Stereokamerasystem eine ausreichende Menge an Daten, um die Navigation<br />

und Interaktion mit der Umgebung des Roboters zu realisieren.<br />

Im vorliegenden Projekt wurden anhand der Tiefeninformation die Möglichkeiten der Lokalisierung und<br />

Kollisionsvermeidung für den humanoiden Roboter HOAP-2 untersucht. Die Tiefeninformation wird durch<br />

die 3D Rekonstruktion aus den Daten des Stereokamerasystems bestimmt. Dadurch wird es möglich, jedem<br />

Objekt einer Szene eine eindeutige Position im Raum zuzuordnen. Darauf basierend werden die Landmarken<br />

detektiert und ihre relativen Positionen in Bezug auf den Roboter berechnet. Anschließend wird der Roboter<br />

anhand der vorhandenen Daten, also der absoluten Positionen der Landmarken im Raum, lokalisiert. Im<br />

nächsten Schritt kann eine bevorstehende Kollision erkannt und vermieden werden.


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

Abb. 7<br />

Schlagwörter:<br />

Stereo Vision; 3D Rekonstruktion; Echtzeit; Lokalisierung; Kollisionsvermeidung<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Klimentjew, D.; Stroh, A.; Jockel, S.; Jianwei, Z.: Real-Time 3D Environment Perception for Navigation of<br />

Small Humanoid Robots, Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE International Conference on Robotics and<br />

Biomimetics (ROBIO <strong>2008</strong>), Bangkok, Thailand, Feb. 22-25, 2009<br />

2.7 Entwicklung eines robotischen Multifusionssystems zur Objekt Erkennung und Modellierung<br />

Klimentjew, Denis, Dipl.-Inf.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

10/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Projekt basiert auf dem Projekt: „Visuell geführtes Greifen von Alltagsgegenständen“, dessen Kern die<br />

Berechnung von Griffen mittels selbstbewertenden Lernens bildet. Dabei wurden die Griffe bezogen auf ein<br />

modelliertes Objekt berechnet und ein Gütemaß entwickelt, dass es erlaubt, einen Griff in Bezug auf<br />

verschiedene Kriterien wie z.B. Kraft oder Stabilität zu bewerten.<br />

In diesem Projekt sollen durch die Multisensorfusion aus Daten des Laserscanners und Stereokamerasystems<br />

Objekte erkannt und modelliert werden. Dabei sind die Form, Farbe sowie die Position der Objekte im Raum<br />

besonders wichtig. Sind die Objekte von der Umgebung abstrahiert, können diese durch die Lernalgorithmen<br />

anhand bestimmter Merkmale wie Form, Farbe, etc. erkannt werden. Somit wäre der Serviceroboter in der<br />

Lage, seine Umgebung selbständig zu erforschen oder nach bestimmten Gegenständen zu suchen. Wird das<br />

Objekt gefunden, kann der Roboter nach einer Position suchen, die es erlaubt das Objekt zu greifen. Durch<br />

kalkulierte Griffe kann das bestmögliche Greifen realisiert werden.<br />

In der ersten Projektphase wurden der Laserscanner und die gelieferten Daten unter qualitativen<br />

Gesichtspunkten betrachtet sowie mehrere Entwürfe einer Rotationsplattform untersucht. Im Weiteren<br />

wurden einige theoretische Ansätze der Multisensorfusion ausgearbeitet und zur Implementierung<br />

vorbereitet.<br />

Schlagwörter:<br />

Objekterkennung; Objektmodellierung; Multisensorfusion; Laserscanner; Stereokamerasystem; Greifen<br />

77


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.8 Nanomanipulation<br />

78<br />

Wolter, Boris; Schütz, Bernd, Dipl.-Inform.; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Nano-Manipulation am AB TAMS bedeutet die Steuerung der Messung physikalischer Größen von Proben<br />

im Nanobereich durch präzise Platzierung bzw. Bewegung der Mikroskop-Spitze über der Probe und gezielte<br />

Force-Feedback unterstützte Manipulation einer Probe mittels pick-and-drag-and-place von Nano-Objekten<br />

unter visueller und haptischer Kontrolle. Um dieses zu erreichen, müssen bestehende Lücken zwischen Datenaufnahme,<br />

Bildverarbeitung, 3D-Visualisierung sowie Virtual- und Augmented Reality (VR/AR) in dem<br />

bestehenden Kontext geschlossen werden. Mit dem an der University of North Carolina (UNC) at Chapel<br />

Hill in interdisziplinärer Zusammenarbeit entwickelten NanoManipulator wurde seinerzeit ein erfolgreicher<br />

Ansatz hierfür präsentiert. Dieser NanoManipulator bildet die Ausgangsbasis für die weiteren Forschungsaktivitäten<br />

des AB TAMS auf dem Gebiet der Nanomanipulation, die in Zusammenarbeit mit<br />

anderen Arbeitsbereichen innerhalb der <strong>Informatik</strong> und in interdisziplinärer Kooperation mit dem<br />

Department Physik durchgeführt werden. Der NanoManipulator stellt die Grundlage für ein komfortables<br />

Benutzerinterface zu den hochauflösenden Tieftemperatur-Mikroskopen der Gruppe um Prof. Wiesendanger<br />

dar. Die Kombination von NanoManipulator und UHV-STM (Ultra High Vacuum-Scanning Tunneling<br />

Microscope) ist die Grundlage für automatisierte Manipulation auf<br />

atomarer Ebene.<br />

Das Department <strong>Informatik</strong> verfügt über ein an den<br />

NanoManipulator gekoppeltes Raumtemperatur-AFM (Atomic<br />

Force Microscope), welches Contact sowie non-Contact Messmodi<br />

bereitgestellt. Damit wird prinzipiell die Möglichkeit eröffnet,<br />

Manipulationen an Nanotubes auf HOPG (Highly Ordered<br />

Pyrolytic Graphite) zu demonstrieren.<br />

Das System stellt die Plattform am Department <strong>Informatik</strong> für die<br />

weiteren Untersuchungen und Entwicklungen mit dem Ziel der<br />

Automatisierung der Nanomanipulation dar. Die Arbeiten zur<br />

Entwiclung eines Werkzeugs, das die komfortable Entwicklung<br />

von Manipulationsskills ermöglichen soll, wurden fortgesetzt. Das<br />

Werkzeug stellt eine Auswahl an Grundfertigkeiten zur<br />

Manipulation bereit, aus denen interaktiv komplexere Skills<br />

entwickelt und getestet werden können. Auf diese Weise<br />

entwickelte und validierte Routinen sollen als wiederverwendbare<br />

Skills in einer Bibliothek gesammelt werden.<br />

Im Berichtsjahr wurden Arbeiten begonnen, um autonome Mess-<br />

und Manipulationsverfahren bei Rastertunnelmikroskopen zu unterstützten. Basierend auf einer<br />

Planungskomponente wird der Ablauf simulativ validiert und darauf aufbauend dann ggf optimiert.<br />

Schlagwörter:<br />

Nanomanipulation; Nanotechnologie; NanoManipulator; Benutzerinterface; haptische Eingabegeräte; Mikroskopie<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.9 Projekt EUROPRACTICE<br />

Zhang, Jianwei, Prof. Dr; Mäder, Andreas, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1990<br />

Abbildung 8: TAMS-Logo mittels<br />

Rasterkraftmikroskop in eine Au-<br />

Probe im autonomen Modus<br />

eingeritzt. Abmessungen: + 7μm x<br />

7 μm, Linienbreite ca. 120 nm,<br />

Tiefe ca. 15 nm.


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

Projektbeschreibung:<br />

Dieses europaweite Verbundprojekt der EU soll die daran beteiligten Hochschulen in die Lage versetzen, den<br />

Bereich „Entwurf sehr hoch integrierter Schaltungen“ auf einem in den USA bzw. in Japan üblichen<br />

wissenschaftlichen Standard zu halten. Dazu werden insbesondere die sehr hohen Kosten für die EDA-<br />

Werkzeuge und Chipfertigung finanziert; darüber hinaus auch Geräte, Personal, Schulung und Reisen. Um<br />

spezielle Hochschulkonditionen zu erhalten und um Lizensierungs- und Geheimhaltungsprobleme zu<br />

vermeiden, werden alle Ressourcen in EUROCHIP/EUROPRACTICE zentral beschafft bzw. verwaltet und<br />

den einzelnen Hochschulen im Rahmen spezieller Verträge zugänglich gemacht. Diese spezielle<br />

Drittmittelform bringt es mit sich, dass der <strong>Universität</strong> anstatt „Geld“ direkt die „Ware“ zugeht. Der<br />

kommerzielle Gegenwert für einige solcher „Waren“ beträgt laut Angaben aus der EU: Für zwei Software-<br />

Pakete 650.000 €, für Chipfertigung 50.000 € sowie für Geräte 65.000 €. Zusammen mit den weiteren<br />

Softwarepaketen und den ständigen Ergänzungen und Up-Dates (ca. 30 pro Jahr) machen diese Sachwerte in<br />

der Summe über 1 Mio. € aus. Es muss betont werden, dass der Wert solcher „Ware“ die Finanzkraft der<br />

<strong>Universität</strong> bei weitem überschreitet, gleichwohl durch sie aber angemessene Forschung und Lehre erst<br />

möglich wird. Im Rahmen dieses Vertrages hat sich die <strong>Universität</strong> verpflichten müssen, einen<br />

wissenschaftlichen Mitarbeiter speziell für dieses Projekt neu einzustellen (was auch geschah), der die<br />

Forschung und Lehre auf diesem Fachgebiet durch systematische Pflege dieses Instrumentariums sichern<br />

hilft.<br />

Schlagwörter:<br />

EUROPRACTICE; VLSI-Design; Hardware-Beschreibungssprache VHDL; High-Level-Synthese<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: EG/EU (EUROPRACTICE)<br />

Laufzeit der Förderung: Seit 1990<br />

Sachmittel: mehr als € 1.000.000 (siehe obigen Text)<br />

Personalmittel: € 80.000<br />

2.10 Intelligente präzise Vision-Systeme zur Unterstützung von Service-Robotern – (IVUS)<br />

Bistry, Hannes, Dipl.-Inform. (bis 12/2009); Mäder, Andreas, Dr.; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/2006 bis 12/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Rahmen des Projektes IVUS sollen intelligente Kamerasysteme, im folgenden Smart-Kameras genannt,<br />

für den Einsatz in Service-Robotern entwickelt und evaluiert werden.<br />

Leistungsfähige Sichtsysteme sind entscheidend für die Praxistauglichkeit von mobilen Servicerobotern. Die<br />

Verarbeitung von Bilddaten, insbesondere bei hoher Auflösung, ist sehr rechenintensiv und übersteigt oft die<br />

Kapazitäten der verwendeten Computersysteme. Folgen sind eine mögliche Beeinträchtigung anderer<br />

Funktionseinheiten des Robotersystems sowie eine hohe Verarbeitungszeit, wodurch die Reaktionszeit des<br />

Robotersystems auf Ereignisse in der Umgebung beeinträchtigt wird. Dieses Problem soll im Rahmen des<br />

IVUS-Projekts durch die Auslagerung der Bildverarbeitungsfunktionen direkt auf Smart-Kameras<br />

angegangen werden. Die Smart-Kameras vereinen ein dediziertes Computersystem und Kamerahardware<br />

direkt in einem Gehäuse und sind somit auch bei beschränkten räumlichen Gegebenheiten einsetzbar. Die<br />

Basler AG ist für die Entwicklung der Kamerahardware zuständig, am Arbeitsbereich TAMS erfolgt die<br />

Softwareentwicklung sowie Test und Integration auf der Roboterplattform TASER.<br />

Im Verlauf des Jahres <strong>2008</strong> wurden mehrere Bildverarbeitungsalgorithmen (Gesichtsdetektion,<br />

Bewegungsanalyse, SIFT-Feature Erkennung) auf die Kamerahardware portiert und in robotikspezifischen<br />

Szenarien evaluiert. In Zusammenarbeit mit der Basler AG wurden Konzepte für eine zukünftige<br />

Kamerageneration entworfen, die die Erfahrungen aus den durchgeführten Untersuchungen einbezieht.<br />

Ebenfalls erfolgten Arbeiten an einer Benutzerschnittstelle zur grafischen Konfiguration des Kamerasystems.<br />

Schlagwörter:<br />

Bildverarbeitung, 3D-Vision, Omnivision, Servicerobotik<br />

79


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

80<br />

Mäder, A.; Bistry, H.; Zhang, J.: Intelligent Vision Systems for Robotic Applications, International Journal<br />

of Information Acquisition, World Scientific Publishing Company, Vol. 5, No. 3, <strong>2008</strong><br />

Bistry, H.; Poehlsen, S.; Westhoff, D.; Zhang, J.: Development of a Smart Laser Range Finder for an<br />

Autonomous Service Robot, IEEE International Conference on Integration Technology (ICIT), Shenzen,<br />

China; März 2007<br />

Bistry, H.; Westhoff, D.; Zhang, J.: A smart interface-unit for the integration of pre-processed laser range<br />

measurements into robotic systems and sensor networks, IEEE/RJS 2007 International Conference on<br />

Intelligent Robots and Systems, San Diego, USA; Oktober 2007<br />

Mäder, A.; Bistry, H.; Zhang, J.: Towards intelligent autonomous Vision Systems -- Smart Image Processing<br />

for Robotic Applications, IEEE/RJS 2007 International Conference on Robotics and Biomimetics, Sanya,<br />

China; Dezember 2007<br />

Zhang, J.; Mäder, A.: Intelligente präzise Vision-Systeme zur Unterstützung von Service-Robotern – (IVUS),<br />

BMBF-Statustagung, Berlin, Nov. 2006<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung),<br />

Basler AG<br />

Laufzeit der Förderung: 4/2006 bis 12/2009<br />

Sachmittel: € 23.100<br />

Personalmittel: € 186.000<br />

2.11 DAAD PPP – Gemeinsames Forschungsprojekt Deutschland//Hongkong "Recurrent Neural Network<br />

Approaches to Real-time Motion Control and Obstacle Avoidance for Kinematically Redundant<br />

Manipulators"<br />

Weser, Martin, Dipl.-Inform.; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

1/2007 bis 12/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Kinematically redundant manipulators are those having more degrees of freedom than required for given<br />

locomotion and manipulation tasks. They can be used in robot surgery, dexterous manipulation, robot<br />

exploration and rescue applications if they can be programmed for avoiding obstacles, singularity, and<br />

optimizing various performance criteria in addition to tracking desired end-effector trajectories. Of those<br />

versatile applications of redundant manipulators, obstacle avoidance is extremely important for successful<br />

motion control when obstacles exist in the work space. The real-time obstacle avoidance problem in robotic<br />

motion control is concerned with determining the joint variables of a kinematically redundant manipulator in<br />

real-time to follow the desired trajectory accurately without any collision with obstacles in the workspace.<br />

Numerous efforts have been made on using redundant manipulators for motion control and obstacle<br />

avoidance. One class of approaches to obstacle avoidance for redundant manipulators is based on high-level<br />

motion planning by means of roadmaps, cell decomposition, or mathematical programming. This class of<br />

methods is most suitable for avoiding fixed obstacles in known structured work environments. For obstacle<br />

avoidance in uncertain or dynamic environments, low-level local motion control in real-time is necessary.<br />

The popular methods for real-time obstacle avoidance employ the pseudoinverse for obtaining a general<br />

solution at velocity level, which contains a minimum 2-norm solution and a homogeneous solution. The<br />

artificial potential method was first developed to control robots in the presence of obstacles. However, the<br />

use of this approach is limited due to the existence of local minima and its inability to handle arbitrarily<br />

shaped obstacles. The Jacobian matrix was augmented to fully constrain the system by including constraints<br />

for collision avoidance. This method may induce algorithmic singularity to make solutions infeasible. The<br />

intensive computation in the construction of the distance function rules out a real-time application of this<br />

method.<br />

To perform successful robotic manipulations in dynamic or uncertain environments, it is highly desirable to<br />

determine the optimal motion of the manipulators in real-time from an infinite number of feasible<br />

configurations that satisfies the trajectory following constraints and obstacle avoidance constraints. Such a<br />

real-time optimization process entails extremely extensive on-line computation. Parallel and distributed<br />

approaches to real-time obstacle avoidance are deemed necessary as well as desirable. Neural networks are<br />

thus more suitable for such an application. As parallel and distributed computational models, neural networks<br />

can serve as local co-processors for real-time motion planning and control. In the proposed project, recurrent


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

neural networks are to be developed for the real-time motion planning and control with obstacle avoidance.<br />

Based on the previous results on recurrent neural networks for optimization and robot kinematic control, the<br />

proposed research will focus on the analysis, design, simulation of and experimentation on recurrent neural<br />

networks for real-time motion control and obstacle avoidance for kinematically redundant manipulators. The<br />

proposed recurrent neural networks are conceived to be capable of real-time motion planning and control in<br />

uncertain and dynamic environments.<br />

The main objectives of this project include the following:<br />

• To develop or improve the problem formulation of obstacle avoidance for kinematically redundant<br />

robot manipulators<br />

• To develop or improve recurrent neural network models for motion control and obstacle avoidance<br />

• To perform simulations or experiments of the robot motion control system based on neural networks<br />

Schlagwörter:<br />

Recurrent neural networks, robot motion control, obstacle avoidance<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DAAD<br />

Laufzeit der Förderung: 1/2007 bis 12/<strong>2008</strong><br />

Sachmittel: --<br />

Personalmittel: € 9.800<br />

2.12 CINACS-Graduiertenkolleg: Projekt Development of grounded multimodal memory in robots<br />

Weser, Martin, Dipl.-Inform; Jockel,Sascha, Dipl.-Inform; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Details: s. CINACS Beschreibung im Abschnitt Graduiertenkollegs<br />

2.13 Humanoid Navigation in a miniature city by using formal route instructions<br />

Elmogy, Mohammed, MSc; Habel, Christopher, Prof. Dr.; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 11/2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Autonomous robot navigation is becoming an increasingly important research topic for mobile robots. In the<br />

last few years, significant progress has been made towards stable robotic bipedal walking. This is creating an<br />

increased research interest in developing autonomous navigation strategies which are tailored specifically to<br />

humanoid robots. Efficient approaches to perception and motion planning, which are suited to the unique<br />

characteristics of biped humanoid robots and their typical operating environments, are receiving special<br />

interest.<br />

In this project, we present an online motion planning system for a Fujitsu HOAP2 humanoid robot. The robot<br />

motion is planned by using a route topological map which is generated from formal route instructions. These<br />

instructions are supplied by the user to describe the desired navigation task. The motion planning is<br />

implemented by sequential processing for topological map segments and is updated online by using<br />

humanoid robot stereo vision.<br />

The Fujitsu HOAP-2 Humanoid is used to execute the navigation task in the miniature city. This robot is 50<br />

cm high and it weighs 7 kg. It is a 25 DOF Robot. It is also supplied with 2 non-synchronized CMOS<br />

cameras which can capture the video stream with 25 fps and 320x240 QVGA. The robot can be controlled in<br />

two different ways: wired or wireless.<br />

The aim of this project is to describe the navigation route in a simple and efficient way and also to recognize<br />

the different types of the landmarks in real time during the navigation task execution.<br />

81


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Schlagwörter:<br />

82<br />

Abb. 9: Humanoid HOAP<br />

Robot Navigation; route description; motion planning, stereo vision<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Elmogy M.; Habel, C.; Zhang J.: Robot topological map generation from formal route instructions,<br />

Proceedings of the 6th international cognitive robotics workshop at 18th European conference on<br />

artificial intelligence (ECAI), Patras, Greece, <strong>2008</strong><br />

Elmogy M.; Zhang J.: Robust real-time landmark recognition for humanoid robot navigation, Proceedings of<br />

the <strong>2008</strong> IEEE international conference on robotics and biomimetics (ROBIO), Bangkok, Thailand, <strong>2008</strong><br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: Ägyptische Regierung<br />

Laufzeit der Förderung: 11/2006 bis 10/2010<br />

Sachmittel: € 5.900<br />

Personalmittel: € 99.900<br />

2.14 MING-T: Multistandard Integrated Network Convergence for Global Mobile and Broadcast<br />

Technologies<br />

Zhang, Jianwei, Prof. Dr; Hendrich, Norman, Dr.; Chen, Hua, Dr. (3/<strong>2008</strong>-8/<strong>2008</strong>); Wang, Wei, Dr. (ab<br />

9/<strong>2008</strong>)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

1/2007 bis 3/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Aufbauend auf Fortschritten in der digitalen Nachrichtenübertragung erfolgt derzeit in vielen Ländern die<br />

Umstellung der analogen Fernsehnetze auf digitale Verfahren. Dabei konzentriert sich die Entwicklung<br />

zunehmend auf handliche mobile Empfänger bzw. auf die Integration von Fernsehempfang in Mobiltelefone<br />

und Smartphones. Trotz des Entwicklungsvorsprungs des in Europa entwickelten Standards DVB-H (Digital<br />

Video Broadcasting for Handhelds) ist eine weltweite Verbreitung des Systems aus politischen und<br />

nationalen Interessen zunehmend unwahrscheinlich. China, mit jetzt über 500 Millionen Teilnehmern bereits<br />

der größte nationale Markt für Mobilfunk, arbeitet mit Nachdruck an der Einführung des eigenen Standards<br />

DTMB für terrestrisches digitales Fernsehen und einer Erweiterung für mobilen Empfang.<br />

Ziel des Projekts MING-T ist die Entwicklung einer Systemarchitektur und der Softwarekomponenten zur<br />

Integration der beiden europäischen Verfahren für mobiles Fernsehen (DVB-H und DAB/T-DMB) mit dem<br />

chinesischen Standard DTMB. Neben dem reinen Fernsehempfang werden auch IP-basierte Datendienste<br />

berücksichtigt. Zusammen mit einem Rückkanal über GSM/UMTS-Mobilfunknetze oder WLAN/Mobile-IP<br />

entsteht das Integrierte Netzwerk, dass neben interaktivem Fernsehen auch eine Vielzahl von neuen<br />

Nutzungsmöglichkeiten bietet: Premiumdienste, pay-per-view, location-based services.<br />

Als Projekt-Koordinator übernimmt der Arbeitsbereich TAMS die Gesamtverantwortung für das Projekt und<br />

die Führung des Konsortiums aus fünf europäischen und vier chinesischen Partnern. Der Schwerpunkt der<br />

Forschungsarbeiten lag <strong>2008</strong> auf der Implementierung und Verfeinerung der im ersten Projektjahr<br />

konzipierten Empfänger-Middleware, die für die Integration der verschiedenen Funkstandards sorgt. Parallel<br />

dazu lief der Aufbau des Projekt-Testbeds an der Tsinghua <strong>Universität</strong>, wo Anfang 2009 die Experimente zur<br />

Demonstration der Anwendungsszenarien und die Validierung der Software erfolgen werden. Für weitere<br />

Details sei auf die Projekt-Webseite www.ming-t.eu/ verwiesen.


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

Schlagwörter:<br />

Mobile Digital Television, Digital Broadcasting, Network Convergence, DVB-H, DTMB, DAB/T-DMB<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Du, H.; Conci, N.; Hendrich, N.: Supporting Scalable Multimedia Streaming over Converged DVB-H and<br />

DTMB Networks, IEEE ICC <strong>2008</strong>, Beijing, China, May 19-23, <strong>2008</strong><br />

Hendrich, N; Zhang, J., The MING-T approach to multi-standard network convergence, Proc. MOBIMEDIA<br />

<strong>2008</strong>, Oulu, Finland, July 07-09, <strong>2008</strong><br />

Hendrich, N.; Zhang, J.: Multistandard Integrated Network Convergence for Mobile and Broadcast<br />

Technologies, Proc. CHINACOM 2007 Conference, Shanghai, China, August 22-24, 2007<br />

Hendrich, N.; Zhang, J.; Yang, X.; Fu, Xiaoming; Zhang, Yaolong; Conci, Nicola; O'Brien, Jerry; Song, Jian;<br />

Wang, Hui: D1.2 Generic Design Guidelines, Project Report, 8/2007<br />

Conci, N.; Wang, J.: D3.6 - Final Solution for Scalable and Adaptive Coding, Project Report, 6/<strong>2008</strong><br />

Long, L; Gu, L.; Wei, L.; Li, H.: D2.5 - Final design of mobile-broadcast convergence in terminals, Project<br />

Report, 7/<strong>2008</strong><br />

Wowra, J-P., Lei, J.; Ammazzalorso, F.; Fu, X.; Dagorne, N., Auffray, P.; Wang, Y.; Yang, F., Long, L.;<br />

Song, J., Xue, Y., Ma, Y.; Hendrich, N.: D3.5, Final Solution of Seamless Handover betwee Mobile<br />

Technologies, Project Report, 11/<strong>2008</strong><br />

Song, Y.; Hendrich, N.; Yang, F., Du, H., Wang, J., Gu L.; Wowra, J.-P., Wang, Hl; Zhao K.: D2.4 - Final<br />

specification of middleware and API, Project Report, 12/<strong>2008</strong><br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: EU (IST-045461)<br />

Laufzeit der Förderung: 1/2007 bis 3/2009<br />

Sachmittel: € 116.400<br />

Personalmittel: € 172.200<br />

2.15 HANDLE Developmental pathway towards autonomy and dexterity in robot in-hand manipulation<br />

Zhang, Jianwei, Prof. Dr.; Hendrich, Norman, Dr.; (voraussichtlich) Weser, Martin<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

2/2009 bis 1/2013<br />

Projektbeschreibung:<br />

The HANDLE project aims at understanding how humans perform the manipulation of objects in order to<br />

replicate grasping and skilled in-hand movements with an anthropomorphic artificial hand. The goal is to<br />

evolve robot grippers from current best practice towards more autonomous, natural and effective articulated<br />

hands. The project will focus both on technological developments and fundamental multidisciplinar research<br />

in order to endow the proposed robotic hand with advanced perception capabilities, high-level feedback<br />

control, and elements of intelligence that allow recognition of objects and context.<br />

The proposed approach integrates research from neuroscience, developmental psychology, cognitive science,<br />

robotics, multimodal perception and machine learning. The methods to be developed will be based on an<br />

original blend of learning and predicting behaviours from imitation and "babbling" to allow the robot to be<br />

capable of responding to gaps in its knowledge. The affordances of an object, not just the geometrical and<br />

physical properties, but also the potential uses it provides, will be taken into account to tailor in-hand<br />

manipulation in accordance with the intended action.<br />

Schlagwörter:<br />

Grasping, dextrous; manipulation; machine learning; perception, multimodal<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Project starts 2/2009<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: EU (IST-231640)<br />

Laufzeit der Förderung: 2/2009 bis 1/2013<br />

Sachmittel: € 101400<br />

Personalmittel: € 453600<br />

83


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.16 Improvement of the Combination Rules of the D-S Evidence Theory Based on Dealing with the<br />

Evidence Conflict<br />

Miao, Yanzi; Houxiang, Zhang, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

1/<strong>2008</strong> bis 10/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

This project's aim is to improve the combination rules for the Dempster-Shafter (D-S) Evidence Theory for<br />

resolving the problem of evidence conflicts and to provide the mathematical proofs for these rules. The<br />

improved rules allocate the conflicts to various focal elements according to the credibility of the coherence<br />

evidence. We adopt the AND-algorithm to combine the coherence evidence, which reflects the intersection of<br />

focus elements. Our theoretical analysis and numerical examples prove that the given rules are rational and<br />

effective for both highly conflicting and coherent evidence.<br />

We also carried out some experiments on gas outburst prediction using the improved combination rules for<br />

the D-S Evidence Theory, and the results reflected the improved rules could deal with coherent or incoherent<br />

evidence obtained from multiple sources better than the other methods, and on the grounds of this method we<br />

can make a more reasonable decision on the prediction.<br />

To analyze fuzzy data in uncertain evidential reasoning, some researchers have recently extended the D-S<br />

evidence theory to fuzzy sets. But there are some insufficiencies in the definition of the fuzzy belief function<br />

and the combination rule on fuzzy sets of the D-S evidence theory. We give a new definition of the similarity<br />

degree between two fuzzy sets and the improved extension combination rule of the evidence theory on fuzzy<br />

sets. The corresponding mathematical proof is also given to validate the improved combination rule.<br />

Compared with other generalizing combination rules, the results of the numerical experiments show that the<br />

new combination rule can acquire information on the change of fuzzy focal elements more effectively, and it<br />

overcomes the insufficiencies of other existing combination rules and effectively enhances the robustness of<br />

fusion decision systems<br />

Schlagwörter:<br />

84<br />

Information fusion, multi-modal; D-S Evidence Theory<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung: 8/2007 bis 10/<strong>2008</strong><br />

Sachmittel: ---<br />

Personalmittel: € 15.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

National Natural Science Foundation of China<br />

Miao, Y.; Zhang, H. Ma, X.; Zhang, J.: Improvement of the Combination Rules of the D-S Evidence Theory<br />

Based on Dealing with the Evidence Conflict, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE International Conference on<br />

Information and Automation (ICIA<strong>2008</strong>), June20-23, Zhangjiajie, Hunan, China, pp.331-336, <strong>2008</strong>.<br />

(Candidate for Best Student Paper)<br />

Miao, Y.; Ma, X.; Zhang, H.; Zhang, J.; Zhao, Z.: An Improved Extension of D-S Evidence Theory to Fuzzy<br />

Sets, The 3rd International Multi-Conference on Computing in the Global Information Technology<br />

(ICCGI <strong>2008</strong>), July27-Aug.1, Athens, Greece, pp.148-153, <strong>2008</strong><br />

Miao, Y.; Zhang, J.; Zhang, H.; Ma, X.; Zhao, Z.: Coal and Gas Outburst Prediction Combing a Neural<br />

Network with the Dempster-Shafter Evidence, Proceeding of 5th International Symposium on Neural<br />

Networks (ISNN <strong>2008</strong>, part II, LNCS 5264), Sept. 24-28, Beijing, China, Springer Lecture Notes in<br />

Computer Science: Advances in Neural Networks, pp.822-829, <strong>2008</strong><br />

Ma, X.; Miao, Y.; Zhao, Z.; Zhang, H.; Zhang, J.: A Novel Approach to Coal and Gas Outburst Prediction<br />

Based on Multi-sensor Information Fusion, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE International Conference on<br />

Automation and Logistics (ICAL <strong>2008</strong>), Sept. 1-3, Qingdao, China, pp.1613-1618, <strong>2008</strong><br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Chen, S.; Li, Y.F.; Zhang, J.; Wang, W.: Active Sensor Planning for Multiview Vision Tasks, Springer,<br />

Heidelberg <strong>2008</strong> (Book)<br />

Chen, S.; Conci, Li, Y.F.; Zhang, J.: Vision Processing for Realtime 3D Data Acquisition Based on Coded<br />

Structured Light, IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 17, No. 2, Feb. <strong>2008</strong>, pp. 167-176


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

Du, H.; Conci, N.; Hendrich, N.: Supporting Scalable Multimedia Streaming over Converged DVB-H and<br />

DTMB Networks, Proceeding oft he IEEE International Conference on Communications (ICC <strong>2008</strong>),<br />

IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 276-280<br />

Elmogy M.; Habel, C.; Zhang J.: Robot topological map generation from formal route instructions, In M.<br />

Ghallab, C.D. Spyropoulos, N. Fakotakis and N. Avouris (eds.), Proceedings of the 18th European<br />

Conference on Artificial Intelligence (ECAI <strong>2008</strong>), IOS Press, Amsterdam <strong>2008</strong>, pp. 60-67<br />

Elmogy M.; Zhang J.: Robust real-time landmark recognition for humanoid robot navigation, Proceeding of<br />

the <strong>2008</strong> IEEE international conference on robotics and biomimetics (ROBIO <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey,<br />

pp. 354-359<br />

Gan, T., Menzel, W.; Zhang, J.: Using the Tandem Approach for AF Classification in an AVSR System,<br />

Proceeding oft the International Symposium on Neural Networks (ISNN <strong>2008</strong>), Springer, Heidelberg<br />

<strong>2008</strong>, pp. 830-839<br />

Hendrich, N; Zhang, J., The MING-T approach to multi-standard network convergence, Proc. MOBIMEDIA<br />

<strong>2008</strong>, Oulu, Finland, July <strong>2008</strong>, 5 pages (online publication)<br />

Hu, Y.; Zhang, J.; Li, Ch.; Cheng, Sh.; Zhang, J.: Safety Design of an Assisting Robotic Arm for Minimally<br />

Invasive Thoracic Surgery, Proc. <strong>2008</strong> IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics,<br />

<strong>2008</strong>, pp.709-714<br />

Jockel, S.; Lindner, F.; Zhang, J.: Sparse Distributed Memory for Experience-Based Robot Manipulation,<br />

Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO <strong>2008</strong>),<br />

IEEE, New Jersey, pp. 1298-1303<br />

Jockel, S.; Weser, M.; Westhoff, D.; Zhang, J.: Towards an Episodic Memory for Cognitive Robots, in M.<br />

Ghallab, C.D. Spyropoulos, N. Fakotakis and N. Avouris (eds.), Proceedings of the 18th European<br />

Conference on Artificial Intelligence (ECAI <strong>2008</strong>), IOS Press, Amsterdam, <strong>2008</strong>, pp. 68-74<br />

Klimentjew, D.; Stroh, A.; Jockel, S.; Jianwei, Z.: Real-Time 3D Environment Perception: An Application<br />

for Small Humanoid Robots, Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE International Conference on Robotics and<br />

Biomimetics (ROBIO <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey, pp. 354-359<br />

Li, Y.; Zhang, H.; Chen, S.: A Four-Legged Robot Based on GZ-I Modules, in Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE<br />

International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey, pp.921-926<br />

(as the corresponding author)<br />

Li, W., and Zhang, J.: Moth-Inspired Chemical Plume Tracing by Integration of Fuzzy Following-Obstacle<br />

Behavior, in Proceedings of the IEEE WCCI <strong>2008</strong>, IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 2250-2255<br />

Li, W., and Zhang, J.: Fuzzy Color Extractor Based Algorithm for Segmenting an Odor Source in Near Shore<br />

Ocean Conditions, in Proceedings of the IEEE WCCI <strong>2008</strong> IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 2256-2261<br />

Liu, L., Rui, Y., Sun L., Yang, B., Zhang, J. and Yang, S.: Topic Mining on Web-shared videos, in<br />

Proceeding of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP<br />

<strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey <strong>2008</strong> (Best Student Paper), pp. 2145 - 2148<br />

Mäder, A.; Bistry, H.; Zhang, J.: Intelligent Vision Systems for Robotic Applications, International Journal<br />

of Information Acquisition, World Scientific Publishing Company, <strong>2008</strong>, Vol. 5, No. 3, pp 259-267<br />

Ma, X.; Miao, Y.; Zhao, Z.; Zhang, H.; Zhang, J.: A Novel Approach to Coal and Gas Outburst Prediction<br />

Based on Multi-sensor Information Fusion, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE International Conference on<br />

Automation and Logistics (ICAL <strong>2008</strong>), Qingdao, China, pp.1613-1618, <strong>2008</strong><br />

Miao, Y.; Zhang, H. Ma, X.; Zhang, J.: Improvement of the Combination Rules of the D-S Evidence Theory<br />

Based on Dealing with the Evidence Conflict, Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE International Conference on<br />

Information and Automation (ICIA<strong>2008</strong>), Zhangjiajie, Hunan, China, pp.331-336, <strong>2008</strong>. (Candidate for<br />

Best Student Paper )<br />

Miao, Y.; Ma, X.; Zhang, H.; Zhang, J.; Zhao, Z.: An Improved Extension of D-S Evidence Theory to Fuzzy<br />

Sets, The 3rd International Multi-Conference on Computing in the Global Information Technology<br />

(ICCGI <strong>2008</strong>), Athens, Greece, pp.148-153, <strong>2008</strong><br />

Miao, Y.; Zhang, J.; Zhang, H.; Ma, X.; Zhao, Z.: Coal and Gas Outburst Prediction Combing a Neural<br />

Network with the Dempster-Shafter Evidence, Proceeding of 5th International Symposium on Neural<br />

Networks (ISNN <strong>2008</strong>, part II, LNCS 5264), Beijing, China, Springer Lecture Notes in Computer<br />

Science: Advances in Neural Networks, pp.822-829, <strong>2008</strong><br />

Sun, F.; Zhang, J. (eds.): Proceedings of the Fifth International Symposium on Neural Networks (ISNN<br />

<strong>2008</strong>), Springer, Heidelberg <strong>2008</strong><br />

Wang, K.; Wang, W.; Li, D.; Zhang, H.; Zhang. J.: Analysis of Two Vibrating Suction Methods, in<br />

Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO <strong>2008</strong>),<br />

IEEE, New Jersey, pp. 1313- 1318<br />

Wang, L; Cheng, Sh.; Zhang, J.; Hu, Y.: Control of a Redundantly Actuated Power Line Inspection Robot Based<br />

on a Singular Perturbation Model, proc. IEEE international conference of Robotics and Biomimetics, <strong>2008</strong>,<br />

pp.198-203<br />

85


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

86<br />

Wang, W.; Wang, Y.; Qi, J.; Zhang, H.; Zhang, J.: The CPG Control Algorithm for a Climbing Worm Robot,<br />

Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA <strong>2008</strong>), IEEE,<br />

New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 675-679<br />

Wang, W.; Zhang, H.; Wang, Y.; Wang, K.; Zhang. J.: Analysis of the Kinematics of Module Climbing<br />

Caterpillar Robots, in Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent<br />

Mechatronics (AIM <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp.84-89 (Best Conference Paper)<br />

Wang, W.; Zhang, H.; Zong, G.; Deng, Z.: A Reconfigurable Mobile Robots System Based on Parallel<br />

Mechanism, One Chapter in Book of "Parallel Manipulators", pp.347-362, <strong>2008</strong><br />

Wei Wang, Houxiang Zhang, Guanghua Zong, Jianwei Zhang: Force Cooperation in a Reconfigurable Field<br />

Multi-Robot System, Journal of Field Robotics, pp. 923-938, <strong>2008</strong><br />

Weser, M.; Jockel, S.; Zhang, J.: Fuzzy Multisensor Fusion for Autonomous Proactive Robot Perception,<br />

Proceedings of IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ <strong>2008</strong>) at IEEE World Congress<br />

on Computational Intelligence (WCCI), Hong Kong, China, <strong>2008</strong>, pp. 2262-2267<br />

Zhang, H.; Gonzalez-Gomez, J.; Xie, Z.; Cheng, S.; Zhang. J.: Development of a Low-cost Flexible Modular<br />

Robot GZ-I, in Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent<br />

Mechatronics (AIM <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp.223-228<br />

Zhang, H.; Wang, H.; Zong, G.; Zhang, J.: A Novel Modular Mobile Robot Prototype for Urban Search and<br />

Rescue, in Y. Takahashi (ed.), Service Robotics Applications, I-Tech Education and Publishing, Vienna<br />

<strong>2008</strong>, pp.213-234<br />

Zhang, H.; Wang, W.; Zhang, J.: Biological Inspirations for the Design of Climbing Robotic Caterpillars, in<br />

Proceedings of the <strong>2008</strong> Sino-European Workshop on Intelligent Robots and Systems (SEIROS’08),<br />

Pacilantic International Limited, Colchester <strong>2008</strong>, pp. 82-87<br />

Zhang, H.; Wang, W.; Zong, G.; Zhang, J.: Real-time Control Realization of a New Pneumatic Climbing<br />

Robot, in Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA <strong>2008</strong>),<br />

IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 691-696<br />

Zhang, H.; Xie, Z.; Gonzalez-Gomez, J.; Zhang, J.: Embedded Intelligent Capability of a Modular Robotic<br />

System, in Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics<br />

(ROBIO <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey, pp. 2061-2066<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Bistry, Hannes:<br />

16.06.<strong>2008</strong>,Intelligente Vision-Systeme zur Unterstützung von Service Robotern, Seminar zum Projekt<br />

"Kopronet", Fachhochschule Westküste, Deutschland<br />

Hendrich, Norman:<br />

28.11.<strong>2008</strong>, Multi-standard network convergence - Ideas for future R&D, MODIBEC 2nd Overall<br />

Priority Workshop, Brüssel<br />

Jockel, Sascha:<br />

09.09.<strong>2008</strong>, Sparse Distributed Memory for Robot Action Manipulation and Prediction, CINACS<br />

Summer School <strong>2008</strong>, University of <strong>Hamburg</strong><br />

Weser, Martin:<br />

09.09.<strong>2008</strong>, Multisensory Memory Representations of Robot Actions, CINACS Summer School <strong>2008</strong>,<br />

University of <strong>Hamburg</strong><br />

Zhang, Jianwei:<br />

27.1.<strong>2008</strong>: Plenary Speech, Networked, Intelligent Robots -- Engineering and Scientific Perspective.<br />

International Symposium on Intelligent Robot Systems, Shenzhen<br />

23.05.<strong>2008</strong>, Project MING-T Overview (Keynote), Digital Television and Mobile Multimedia<br />

Broadcasting Workshop (DTMMB), IEEE ICC Conference, Beijing, China<br />

28.10.<strong>2008</strong>, Multi-standard Integrated Network Convergence, for Global Mobile and Broadcast<br />

Technologies, MODIBEC National Event, Beijing<br />

20.6.<strong>2008</strong>, NUDT, Layered, incremental learning in intelligent systems, Changsha<br />

22.9.<strong>2008</strong> Visual and Contact-free Imitation Learning of Demonstrated Grasping Skills with Adaptive<br />

Environment Modelling,Workshop on Learning by Imitation, International Conference on Intelligent<br />

Robots and Systems (IROS), Nice<br />

12.10.<strong>2008</strong>, Challenges of Cognitive Service Robotics, SIA Symposium<br />

8.11.<strong>2008</strong>, Plenary Speech, IRT: Integration of ICT and Robotics, CASD Jahrestagung<br />

11.12.<strong>2008</strong>, Plenary Speech, Bio-inspired Caterpillar Robots, SEIROS, <strong>2008</strong>


AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme TAMS - ISR<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Zhang, Jianwei:<br />

Board Member, IEEE Robotics and Automation Society Conference Board<br />

Ehrenvorsitzender, CASD (Chinese Academician and Student Association in Germany)<br />

Vorsitzender, THAAG (Tsinghua Alumni Association in Germany)<br />

Beirat, <strong>Hamburg</strong> China Gesellschaft e. V.<br />

Associate editor, IEEE Robotics & Automation<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Zhang, Jianwei:<br />

Erweiterter Vorstand Department <strong>Informatik</strong><br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Zhang, Jianwei:<br />

Deutsche Forschungsgemeinschaft<br />

EU FET IST<br />

Hong Kong Research Grant Council<br />

IEEE Transactions on Robotics and Automation<br />

Journal of Robotics and Autonomous Systems<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Zhang, Jianwei:<br />

Coordinator, CINACS Summerschool, <strong>Hamburg</strong>, September, <strong>2008</strong><br />

General Co-Chair, 5th International Symposium on Neural Networks, Beijing, September, <strong>2008</strong><br />

Publicity Chair, World Congress on Computational Intelligence (WCCI), <strong>2008</strong><br />

Coordinator, CINACS Summerschool, <strong>Hamburg</strong>, September <strong>2008</strong><br />

Programme Committee, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS),<br />

Nizza, 22.-26. Sept. <strong>2008</strong><br />

Europe Co-Chair, IEEE International Conference on Robotics and Bio-Mimetrics (ROBIO), <strong>2008</strong><br />

Associated Editor, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), <strong>2008</strong><br />

PC Member IEEE International Conference on Information Acquisition (ICIA), <strong>2008</strong><br />

Preisverleihungen an Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Zhang, Houxiang; Wang, Wei; Zhang. Jianwei:<br />

Best Paper Price, IEEE AIM <strong>2008</strong>, für das paper “Analysis of the Kinematics of Module Climbing<br />

Caterpillar Robots”, in Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE/ASME International Conference on Advanced<br />

Intelligent Mechatronlics (AIM <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp.84-89<br />

Zhang, Jianwei (als Mitautor):<br />

Best Student Paper, IEEE ICASSP <strong>2008</strong>, für das paper „Topic Mining on Web-shared videos“, in<br />

Proceeding of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing<br />

(ICASSP <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 2145 – 2148<br />

87


ISR - TAMS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

88


AB Wissens- und Sprachverarbeitung WSV – ISR<br />

Arbeitsbereich<br />

Wissens- und Sprachverarbeitung (WSV)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Fon +49 40 428 83-2416, Fax +49 40 428 83-2385<br />

http://www.informatik.uni-hamburg.de/WSV/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder des Arbeitsbereichs<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Christopher Habel<br />

AssistentInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dr. Carola Eschenbach, Özgür Lütfü Özçep, M.A., Dipl.-Inform. Matthias Kerzel (ab 11/<strong>2008</strong>), Cengiz<br />

Acartürk, M.Sc. (Stipendiat im Graduiertenkolleg CINACS), Dipl.-Ing. Christian Graf (Stipendiat im<br />

Graduiertenkolleg CINACS), Mohammed Elmogy, M.Sc.Eng. (Stipendiat des Ministry of Higher Education<br />

Egypt, gemeinsame Betreuung mit TAMS)<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Hildegard Westermann (Sekretariat)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Der Arbeitsbereich ”Wissens- und Sprachverarbeitung” untersucht höhere kognitive Prozesse wie Sprachverstehen<br />

und Sprachproduktion, Schlussfolgern und Problemlösen, Wissenserwerb und Lernen unter einer<br />

interdisziplinären Perspektive. Bei der Erforschung derartiger Prozesse werden die Methoden der<br />

<strong>Informatik</strong>/Künstlichen Intelligenz durch Methoden und Erkenntnisse der Sprachwissenschaft, Psychologie<br />

und Logik ergänzt; Ziel der Forschung ist die Entwicklung formaler Modelle kognitiver Leistungen, deren<br />

Überprüfung durch Simulationssysteme und die Konzeption und Realisierung von intelligenten Systemen auf<br />

kognitionswissenschaftlicher Basis.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Raum, Zeit und Ereignisse:<br />

Repräsentationen von Wissen über die reale Welt betreffen insbesondere die ”Verankerung” von Objekten<br />

und Situationen (Ereignissen) in Raum und Zeit. Ereignisse in der Welt zu verstehen, zu planen, zu erklären<br />

und insbesondere zu handeln, ist nur dann möglich, wenn die räumlichen und zeitlichen Eigenschaften und<br />

Beziehungen von Objekten und Ereignissen in angemessener Weise dargestellt und für Schlussprozesse<br />

verfügbar sind. In diesem Schwerpunkt werden daher generelle Verfahren zur Repräsentation und<br />

Verarbeitung von Wissen über Raum, Zeit und Ereignisse entwickelt und in exemplarischen Domänen<br />

eingesetzt.<br />

Repräsentation und Verarbeitung von Objekten und Konzepten:<br />

Die Teil-Ganzes-Struktur von Entitäten und die Beziehung zwischen derartigen Strukturen und Kategorienzugehörigkeit<br />

stellen den Forschungsgegenstand dieses Schwerpunktes dar. Untersucht werden hierbei<br />

Prinzipien der Ganzheitlichkeit bzw. Integrität, die für die Konzeptbildung, -repräsentation und -verarbeitung<br />

grundlegend sind, andererseits aber auch Repräsentations- und Verarbeitungsstrategien für Form und Gestalt<br />

von Objekten.<br />

Sprachverstehen und Sprachproduktion:<br />

Prozesse des Verstehens und Produzierens von Äußerungen (Texten) der natürlichen Sprache werden im<br />

Rahmen dieses Forschungsschwerpunktes als spezielle kognitive Prozesse, die in der Interaktion mit anderen<br />

außer-sprachlichen kognitiven Prozessen stehen, angesehen.<br />

Auch für maschinelle Systeme der Sprachverarbeitung, d.h. Systeme des Textverstehens und der Textgenerierung,<br />

wird im AB WSV davon ausgegangen, dass eine kognitive Fundierung derartiger Systeme nicht<br />

nur aus der Perspektive der Grundlagenforschung von Interesse ist, sondern darüber hinaus auch im Hinblick<br />

auf Leistungsfähigkeit und Übertragbarkeit langfristig vorteilhaft sein wird.<br />

89


ISR – WSV <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

90<br />

• <strong>Universität</strong>sklinik Eppendorf (Neurophysiologie, Systemische Neurowissenschaften)<br />

• <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> (Biologische Psychologie)<br />

• TU Berlin (Institut für Psychologie)<br />

• <strong>Universität</strong> Bielefeld (SFB 360 / <strong>Informatik</strong>, Linguistik)<br />

• <strong>Universität</strong> Bremen (<strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong>)<br />

• <strong>Universität</strong> Freiburg (<strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong>, <strong>Fachbereich</strong> Psychologie)<br />

• <strong>Universität</strong> des Saarlandes (Institute for Formal Ontology and Medical Information Science)<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• State University of New York at Buffalo (Center of Cognitive Science, Dept. of Geography)<br />

• <strong>Universität</strong> Glasgow (Psychology, Computer Science)<br />

• <strong>Universität</strong> Leeds (Computer Science)<br />

• <strong>Universität</strong> Lund, Schweden (Cognitive Science Program)<br />

• University of California, Santa Barbara (Dept. of Geography, Dept. of Psychology)<br />

• IRIT (Institut de Recherche en Informatique de Toulouse), Toulouse, Frankreich<br />

• Institute for Cognitive Sciences and Technology, Italian National Research Council (Trento)<br />

• Tsinghua University Beijing (Computer Science and Technology, Cognitive Science & Biomedical<br />

Engineering)<br />

• Middle East Technical University, Turkey (Computer Education and Instructional Technology)<br />

Ausstattung<br />

Im Arbeitsbereich WSV werden in Forschung und Lehre vorrangig Geräte der Apple-Macintosh-Linie<br />

verwendet. Untersuchungen zur multimodalen Interaktion von Sprache und Haptik werden gemeinsam mit<br />

dem AB TAMS im TAMS-Labor durchgeführt.<br />

Drittmittel<br />

Projekt:<br />

Geldgeber:<br />

Gesamtmittel:<br />

2. Die Forschungsvorhaben des Arbeitsbereichs<br />

Etatisierte Projekte<br />

CINACS – Cross-modal Interactions in Natural and Artificial Cognitive<br />

Systems (IRTG 1247) 4/2006 bis 9/2010<br />

Subproject 3.3.2: Interaction of representational modalities in<br />

communication<br />

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />

€ 250.300<br />

2.1 Formale, künstliche und natürliche Ontologie: Konzeptsysteme und räumliche Strukturen<br />

Eschenbach, Carola, Dr.; Habel, Christopher, Prof. Dr.; Özçep, Özgür, M.A.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 03/1993, teilweise finanziert von der DFG 06/1996 bis 05/2002<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ontologische Fragestellungen sind für die Modellierung von Domänen und für die Bedeutungsanalyse im<br />

Rahmen der Wissensrepräsentation und der Sprachverarbeitung fundamental. In diesem Projekt werden<br />

Ansätze zu Bedeutungsrelationen in Konzeptsystemen, zum Umgang mit Phänomenen der Vagheit von<br />

Konzepten und der Berücksichtigung von Granularitätseffekten in der Konzeptbildung und Domänenstrukturierung<br />

entwickelt. Zu den Zielen des Projektes gehört auch, Prinzipien der Ganzheitlichkeit bzw.<br />

Integrität aufzudecken, die für die Konzeptbildung, –repräsentation und –verarbeitung grundlegend sind.<br />

Dementsprechend erfolgen Analysen der ontologischen Grundlagen von grenzbezogenen Konzepten<br />

(Grenze, Rand) und ihrer Charakterisierung im Rahmen formaler, mathematischer Kalküle. Die Tragfähigkeit<br />

von topologischen Kalkülen wird dabei in der Verbindung mit mereologischen Grundkonzepten untersucht.<br />

Einen besonderen Schwerpunkt bildet die Behandlung von räumlichen, insbesondere geometrischen<br />

Strukturen als Grundlage der räumlichen Konzeptbildung. Die Untersuchung räumlicher Konzepte ist für die<br />

Raumkognition von zentraler Bedeutung. Das Projektziel ist hier die systematische Erschließung und<br />

Formalisierung eines Inventars räumlicher Konzepte, das der Beschreibung von Phänomenen und Er-


AB Wissens- und Sprachverarbeitung WSV – ISR<br />

gebnissen der Raumkognition dient. Als Anforderungsspezifikation und Überprüfungsinstanz fungiert die<br />

Untersuchung der den räumlichen Ausdrücken der natürlichen Sprache zu Grunde liegenden Konzepte. Als<br />

Ausgangspunkt für die prädikatenlogischen Charakterisierungen dienen mathematische Axiomensysteme, die<br />

geeignet modifiziert werden, um auch natürlich-sprachliche Konzepte einzubinden.<br />

Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt betrifft Fragen der ontologischen Basis von Objektveränderungen über die<br />

Zeit. Hierbei ist zu klären, ob bzw. in welchen Zusammenhängen die Identität von Objekten über die Zeit<br />

(diachrone Identität) ein empirisches, durch die Welt bestimmtes Fakt ist oder durch konzeptuelle<br />

Restriktionen im Bereich der Verarbeitung von Wissen über die Welt bestimmt ist.<br />

Ein dritter Untersuchungsgegenstand ist die adäquate Behandlung von Konflikten, die durch Integration von<br />

Information aus Ontologien mit (möglicherweise) verschiedenen Namensräumen entstehen. Das methodische<br />

Gerüst bilden die – adaptierten und erweiterten – Ansätze der klassischen Belief Revision zur Auflösung<br />

logischer Inkonsistenzen sowie Techniken aus dem Bereich der Beschreibungslogiken.<br />

Schlagwörter:<br />

Wissensrepräsentation; Sprachverarbeitung; Raumkognition, Ontologie; Konzepte; Zeit; Veränderung;<br />

Raum; Vagheit; Granularität<br />

Wichtige Publikationen aus den Jahren 2006-2007:<br />

Özçep, Ö. L. & C. Eschenbach (2007). On the conservativity and stability of ontology-revision operators<br />

based on reinterpretation. In Ch. Beierle & G. Kern-Isberner (eds.) Dynamics of Knowledge and Belief.<br />

Workshop at the 30th Annual German Conference on Artificial Intelligence, KI-2007, Osnabrück,<br />

Germany, September 10, 2007. Proceedings (pp. 84–99). Fakultät für Mathematik und <strong>Informatik</strong>,<br />

Fern<strong>Universität</strong> in Hagen<br />

Özçep, Ö. L. (2006): Ontology revision through concept contraction. In: Artemov, S. und Parikh, R. (eds.):<br />

Proceedings of the Workshop on Rationality and Knowledge, 18th European Summerschool in Logic,<br />

Language, and Information, Universidad de Malaga, 7-11 August (pp. 79-90)<br />

2.2 Sprachliche und multimodale Routenbeschreibungen<br />

Habel, Christopher, Prof. Dr.; Eschenbach, Carola, Dr.; Elmogy, Mohammed, M.Sc.Eng.; Kerzel, Matthias,<br />

Dipl.-Inform.; Graf, Christian, Dipl.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 04/1996<br />

Projektbeschreibung:<br />

Routenbeschreibungen werden bei Wegauskünften oder in Wegbeschreibungen (z.B. für AutofahrerInnen<br />

oder WanderInnen) typischerweise natürlich-sprachlich gegeben, können aber z.B. auch aus der Kombination<br />

sprachlicher und graphischer (Karten, Skizzen) Anteile bestehen. Sie enthalten räumliche Information über<br />

den Verlauf des Weges, die sich aus der Beschreibung von Wegabschnitten, Entscheidungspunkten und<br />

deren Relation zu Landmarken zusammensetzt. Wegauskünfte enthalten zudem Instruktionen, die,<br />

zusammengefasst, als (grober) Handlungsplan zu verstehen sind. Solch ein Handlungsplan zusammen mit der<br />

gegebenen räumlichen Information kann als Basis für die Navigation in einem zunächst unbekannten Terrain<br />

verwendet werden. In diesem Projekt werden verschiedene Arten sprachlicher und multimodaler<br />

Routenbeschreibungen untersucht, insbesondere auch Routenskizzen als Alternativen oder Ergänzungen zu<br />

natürlich-sprachlichen Routenbeschreibungen.<br />

Da Routenbeschreibungen vielfach Texte sind, die aus mehreren Sätzen bestehen, werden über die<br />

Satzsemantik hinausgehende diskurssemantische Analysen der natürlich-sprachlichen Beschreibungen<br />

durchgeführt. Daher ist die Entwicklung einer für die Analyse multimodaler Routenbeschreibungen<br />

adäquaten, formalen Theorie von Diskursrepräsentationen, in denen diskursgrammatische und<br />

diskurssemantische Aspekte integriert sind, Bestandteil des Projektes. Neben der Analyse der Diskursstruktur<br />

wird auch der Frage nach der Struktur und Repräsentation der beschriebenen bzw. beschreibenden Ereignisse<br />

und Situationen nachgegangen. Gemeinsame strukturierende Elemente von Diskursen und Ereignissen sind<br />

insbesondere die temporale Ordnung sowie eine Gliederung in Teile. Die Strukturen eines komplexen<br />

Ereignisses können allerdings von den Strukturen des beschreibenden Textes abweichen. Demgemäß ist für<br />

die Behandlung von Diskurs- und Ereignisstrukturen die Untersuchung der Beziehung dieser beiden<br />

Strukturen zueinander und deren Verankerung im temporalen Ausdrucksinventar der natürlichen Sprache<br />

wesentlich. Derartige Diskurs- und Ereignisrepräsentationen spielen in Prozessen des Sprachverstehens und<br />

der Sprachproduktion eine zentrale Rolle. Im Projekt werden auf Ergebnissen der formalen Linguistik, der<br />

91


ISR – WSV <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

92<br />

Wissensrepräsentation und der kognitiven Psychologie aufbauend Modelle der menschlichen Sprachverarbeitung<br />

entwickelt.<br />

Basierend auf den semantischen Analysen sind die pragmatischen Prinzipien der Interpretation von<br />

Routenbeschreibungen im Kontext von Navigationsaufgaben Untersuchungsgegenstand. Über pragmatische<br />

Prinzipien und Navigationswissen ist beispielsweise zu erklären, wie sich Lücken im Handlungsplan<br />

aufgrund der sprachlich gegebenen Raumbeschreibung oder mithilfe der Wahrnehmung während der<br />

Navigation schließen lassen. Neben den grundlegenden Untersuchungen steht die Entwicklung einer<br />

Simulationsumgebung zur Interpretation von Routenbeschreibungen als Basis der Navigation in einer<br />

geometrisch beschriebenen (virtuellen) Umgebung.<br />

Routenskizze für den <strong>Informatik</strong>-Campus (Grundlage für empirische Untersuchungen zur Kommunikation<br />

mit Skizzen; Stimulusmaterial für Sprachproduktionsprozesse des 2004 abgeschlossenen DFG-Projektes<br />

„Konzeptualisierungsprozesse in der Sprachproduktion“).<br />

In einem Teilprojekt werden die menschlichen Prozesse beim Verstehen und Generieren von Skizzen<br />

untersucht. Ausgangspunkt dieses Vorhabens ist die Einschätzung, dass Skizzen einen in der menschlichen<br />

Problemlösung und der Kommunikation besonders erfolgreich verwendeten Typ externer Repräsentationen<br />

darstellen. Aber auch im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktion werden graphische Darstellungen, u.a.<br />

Skizzen, verwendet, um Informationen vom Rechner zum Benutzer (Ausgabe) zu vermitteln. Dabei handelt<br />

es sich zumeist um gespeicherte, nicht um aufgabenspezifisch erstellte Skizzen. Die Möglichkeit, Skizzen für<br />

die Informationseingabe zu verwenden, wird bisher kaum genutzt. Ausgehend von empirischen Analysen, die<br />

in den letzten Jahren durchgeführt wurden, werden formale Modelle der in der Skizzenerstellung und beim<br />

Skizzenverstehen involvierten Prozesse entwickelt: Aufbauend auf prototypischen Simulationsmodellen<br />

sollen derartige Schnittstellen für die Instruktion von mobilen Robotern eingesetzt werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Sprachverarbeitung; Semantik; Pragmatik; Psycholinguistik; Wissensrepräsentation; Repräsentation,<br />

multimodal; Repräsentation, graphisch<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.3 Interaction of representational modalities in communication [Subproject 3.3.2 of CINACS, IRTG<br />

1247]<br />

Habel, Christopher, Prof. Dr.; Eschenbach, Carola, Dr.; Acartürk, Cengiz, M.Sc.; assoziiert:<br />

Mohammed Elmogy, M.Sc.Eng.; Graf, Christian, Dipl.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/2006 - 9/2010, Förderung durch die DFG (Vorarbeiten durch Projekt 2.2)


AB Wissens- und Sprachverarbeitung WSV – ISR<br />

Projektbeschreibung:<br />

People make use of distributed internal and external representations to perform higher level tasks in their<br />

daily life, e.g. they use paper and pencil to solve numerical problems, they construct and exploit graphs and<br />

diagrams to analyze the behavior of physical, economical or social systems, or they make use of maps for<br />

route planning. Additionally, in solving problems cooperatively, people communicate, i.e. they use external<br />

representations as language or pictorial means of communication. The subject of their communication is<br />

internal representations, i.e. their ideas and plans, as well as entities of the environment including external<br />

representations, like graphs, diagrams, tables or maps. To use external representations successfully it is<br />

necessary to integrate the information provided by different representational modalities, like language,<br />

diagrams, pictures, etc. In this project we focus on the use of diagrams and maps in communication and<br />

problem solving: For people seeing pictorial representations, language can be used to give additional<br />

information or to focus on specific aspects or parts of maps and diagrams; currently we investigate this aspect<br />

primarily in the interaction of language and information graphics. In contrast, for visually impaired people<br />

the interaction of the auditory and haptic sensation can be a substitutive way to experience maps and<br />

diagrams.<br />

Eye movement patterns on a sample graph-text<br />

document<br />

Schlagwörter:<br />

Tactile You-Are-Here map of <strong>Informatik</strong> Campus:<br />

Enlarged area: Gatekeeper's house and YAH-symbol<br />

Repräsentation, multimodal; Repräsentation, graphisch; haptische Wahrnehmung; Informationsgraphik<br />

Wichtige Publikationen aus den Jahren 2006-2007:<br />

Habel, C., Acarturk, C. (2007). On reciprocal im-provement in multimodal generation: Co-reference by text<br />

and information graphics. In I. van der Sluis, M. Theune, E. Reiter & E, Krahmer (eds.): Workshop on<br />

Multimodal Output Generation (MOG 2007), Aberdeen, United Kingdom, 69-80<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber:<br />

Laufzeit der Förderung:<br />

Sachmittel:<br />

Personalmittel:<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />

4/2006 bis 9/2010<br />

€ 44.000<br />

€ 206.300<br />

Acarturk, C., Habel, C., Cagiltay, K. & Alacam, O. (<strong>2008</strong>). Multimodal Comprehension of Language and<br />

Graphics: Graphs with and without annotations. Journal of Eye Movement Research, 1(3):2, 1-15<br />

Acarturk, C., Habel, C., & Cagiltay, K. (<strong>2008</strong>). Multimodal comprehension of graphics with textual<br />

annotations: The role of graphical means relating annotations and graph lines. In J. Howse, J. Lee & G.<br />

Stapleton (Eds.), Diagrammatic Representation and Inference. Lecture Notes in Computer Science 5223<br />

(pp. 335-343): Springer Berlin / Heidelberg<br />

Acarturk, C., Habel, C., Cagiltay, K., & Alacam, O. (<strong>2008</strong>). Learning from text and graphs: The role of<br />

annotations and sensory modality. In A. Maes & S. Ainsworth (Eds.), Proceedings EARLI Special<br />

Interest Group Text and Graphics. Exploiting the Opportunities Learning with Textual, Graphical and<br />

Multimodal Representations (pp. 13-16)<br />

93


ISR – WSV <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

94<br />

Elmogy, M.; Habel, C. & Zhang, J. (<strong>2008</strong>). Robot Topological Map Generation from Formal Route<br />

Instructions. Proceedings 6th International Cognitive Robotics Workshop, 18th European Conference on<br />

Artificial Intelligence, Patras, Greece. 60 – 67<br />

Eschenbach, C. & M. Grüninger (eds.) (<strong>2008</strong>). Formal Ontology in Information Systems. Proceedings of the<br />

Fifth International Conference (FOIS <strong>2008</strong>). IOS Press: Amsterdam<br />

Eschenbach, C. & M. Grüninger (eds.) (<strong>2008</strong>). Formal Ontology in Information Systems. Poster Proceedings<br />

of the Fifth International Conference (FOIS <strong>2008</strong>). DFKI GmbH, Germany.<br />

(http://fois08.dfki.de/proceedings/FOIS08PosterProceedings.pdf)<br />

Habel, C. & Graf, C. (<strong>2008</strong>). You-are-here maps as Navigation Aids for Visually Impaired People.<br />

Procedings of the Workshop “You-Are-Here Maps” at International Conference on Spatial Cognition<br />

<strong>2008</strong>. 1–10<br />

Özçep, Ö. L.: Towards Principles for Ontology Integration. In C. Eschenbach and M. Grüninger (Hrsg.)<br />

Proceedings of the Fifth International Conference on Formal Ontology in Information Systems (FOIS-<br />

<strong>2008</strong>), S. 137–150, <strong>2008</strong><br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Acartürk, Cengiz:<br />

28.09.<strong>2008</strong>: Multimodal comprehension of information graphics with linguistic annotations, Doctoral<br />

Colloquium, KogWis <strong>2008</strong>, Dresden 28.09. - 01.10.<strong>2008</strong><br />

01.10.<strong>2008</strong>: Causal Attribution induced by Text-Graphics Documents: The Role of Annotations, KogWis<br />

<strong>2008</strong>, 28.9. - 1.10.<strong>2008</strong>, TU Dresden (zusammen mit Christopher Habel)<br />

Graf, Christian:<br />

11.09.<strong>2008</strong>: From Interaction between Language and Visual Representations to the Interaction between<br />

Language and Haptic Representations, Workshop on the Interaction of Vision and Language in Cross-<br />

Modal Comprehension, CINACS Summer School <strong>2008</strong>, <strong>Hamburg</strong> 8. - 12.9.<strong>2008</strong><br />

19.09.<strong>2008</strong>: Design Concepts for Tactile Maps to Support Visually Impaired Persons, Doctoral<br />

Colloquium Spatial Cognition <strong>2008</strong>, Freiburg / Breisgau, 15. - 19.09.<strong>2008</strong><br />

28.09.<strong>2008</strong>: You-are-here Maps For The Blind: First Experiments in Cognitive Design of Non-visual<br />

Spatial Representations, Doctoral Colloquium, KogWis <strong>2008</strong>, Dresden 28.09. - 1.10.<strong>2008</strong><br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Acartürk, Cengiz:<br />

Mitglied der Human Computer Interaction Research Group, Middle East Technical University (METU<br />

Human-Computer Interaction Research Group (METU-HCI)<br />

Eschenbach, Carola:<br />

Mitglied im Beirat der Gesellschaft für Kognitionswissenschaft<br />

Mitglied des Editorial Boards der Zeitschrift "Applied Ontology"<br />

Habel, Christopher:<br />

Mitglied im wissenschaftlichen Beirat des Zentrums für Interdisziplinäre Forschung (<strong>Universität</strong><br />

Bielefeld)<br />

Herausgeber der Buchreihe "Studien zur Kognitionswissenschaft" (Deutscher <strong>Universität</strong>sverlag)<br />

Mitglied des Editorial Boards der Zeitschrift "Spatial Cognition and Computation"<br />

Mitglied des Herausgebergremiums der DISKI-Dissertationsreihe<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Eschenbach, Carola:<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Mitglied des Senatsausschusses für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs (AFN)<br />

Stellvertretendes Mitglied des Zentralen Ausschusses für die Nachwuchsförderung (ZANF)<br />

Fakultät für Mathematik, <strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften<br />

Mitglied der Promotionsordnungskommission des Fakultätsrats<br />

Department <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied der Nebenfachkommission Linguistik, Literatur<br />

Mitglied des Ausschusses zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses am Department <strong>Informatik</strong><br />

Lehrplanungsbeauftragte des Arbeitsbereichs WSV<br />

Lehrplanungsbeauftragte des Departments <strong>Informatik</strong><br />

Habel, Christopher:<br />

Fakultät für Mathematik, <strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften<br />

Mitglied im Fakultätsrat


AB Wissens- und Sprachverarbeitung WSV – ISR<br />

Mitglied der Promotionsordnungskommission des Fakultätsrats (Vorsitz seit Nov. <strong>2008</strong>)<br />

Mitglied der Dekanfindungskommission des Fakultätsrats<br />

Department <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied des Vorstandes des Departments <strong>Informatik</strong> (Schwerpunkt: Forschung und wissenschaftlicher<br />

Nachwuchs)<br />

Vorsitzender des Promotionsausschusses<br />

Koordinator des Department-Schwerpunktes „Intelligente Systeme & Robotik“ (ISR)<br />

Mitglied (stellvertretend) im Gemeinsamen Ausschuss Wirtschaftsinformatik<br />

Mitglied des Ausschusses zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses am Department <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied der Nebenfachkommission Linguistik, Literatur<br />

Westermann, Hildegard:<br />

Mitglied im Netzwerk zur Unterstützung der Frauenbeauftragten der Dienststelle<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Eschenbach, Carola:<br />

Journal of Applied Ontology<br />

Journal of Pragmatics<br />

Habel, Christopher:<br />

Gutachten für DFG, DAAD, AvH.<br />

Begutachtungen für diverse Konferenzen und Zeitschriften<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung<br />

Eschenbach, Carola:<br />

Co-Programme-Chair der 5th International Conference on Formal Ontology in Information Systems <strong>2008</strong><br />

(FOIS-<strong>2008</strong>), Saarbrücken 31.10. - 3.11.<strong>2008</strong><br />

95


ISR – WSV <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

96


Graduiertenkolleg CINACS CINACS – ISR<br />

Internationales Graduiertenkolleg<br />

Cross-modal Interaction in Natural and Artificial Cognitive Systems (CINACS)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>; Tel.: +49 40 428 83-2430, Fax: +49 40 428 83-2397,<br />

http://www.cinacs.org/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Angehörige des IGrK (der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>)<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Jianwei Zhang (Koordinator des Kollegs, TAMS); Dr. Christian Büchel (UKE); Dr. Andreas Engel<br />

(UKE), Dr. Carola Eschenbach (WSV); Dr. Christopher Habel (WSV); Dr.-Ing. Wolfgang Menzel (NATS);<br />

Dr. Brigitte Röder (FB Psychologie)<br />

KollegiatInnen:<br />

MS Cengiz Acartürk (WSV); Dipl.-Psych. Sabrina Boll (UKE); Dipl.-Psych. Patrick Bruns (FB<br />

Psychologie); MS Tian Gan (NATS); Dipl.-Ing. Christian Graf (WSV); Dipl.-Inform. Sascha Jockel<br />

(TAMS); Dr. med. Dipl.-Bioinf. Jens Kleesiek (UKE), Dipl.-Psych. Mario Maiworm (FB Psychologie);<br />

Dipl.-Psych. Andreas Marschner (UKE); MLitt Patrick McCrae (NATS); MS Inga Schepers (UKE); Dipl.-<br />

Inform. Martin Weser (TAMS)<br />

Laufzeit des Projektes<br />

Seit 4/2006; (zweite Förderungsphase wird 2009 beantragt: 10/2010 bis 3/2015)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

The International Graduate College CINACS is carried out jointly by the departments of Informatics, the<br />

University Medical Center <strong>Hamburg</strong>-Eppendorf and the department of Psychology of the University of<br />

<strong>Hamburg</strong>, as well as by the University of Tsinghua in Beijing, China. The following groups of the<br />

department of Informatics are involved: the TAMS group (as coordinators) as well as the groups NATS and<br />

WSV.<br />

The following, except in the general introduction to CINACS, refers to the CINACS-relevant activities of the<br />

members of the department of Informatics.<br />

Within this international graduate college the principles of cross-modal interactions in natural and cognitive<br />

systems are investigated to implement them in artificial systems. Research primarily considers three sensory<br />

systems (vision, hearing and haptics) and their interactions. Multisensory interaction in natural systems is<br />

studied using behavioural, electrophysiological and neuroimaging techniques. Different paradigms including<br />

cross-modal association learning, sensorimotor control, cross-modal illusions and multisensory language<br />

perception is used to uncover the principles of multisensory processes and multimodal representation.<br />

The research program aims at understanding the biological mechanisms of cross-modal processing and its<br />

role in perception and behavioural control. Furthermore, our goal is to design models, implement algorithms<br />

and architectures for more robust artificial multimodal systems which can function like natural systems.<br />

The members of the department of Informatics are carrying out research in the subject areas „Development of<br />

grounded multimodal memory in robots“, „High-level information fusion for speech and language“ and<br />

„Interaction of representational modalities in communication“.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Natural cognitive systems profit from combining the input of the different sensory systems not only because<br />

each modality provides information about different aspects of the world but also because the different senses<br />

can jointly encode particular aspects of events, e.g. the location or meaning of an event. However, the gains<br />

of cross-modal integration come at a cost: since each modality uses very specific representations, information<br />

needs to be transferred into a code that allows the different senses to interact. Corresponding problems arise<br />

in human communication when information about one topic is expressed using combinations of different<br />

formats such as written or spoken language and graphics.<br />

97


ISR – CINACS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

98<br />

The research program will aim at understanding the biological mechanisms of cross-modal processing and its<br />

role in perception and behavioural control. Furthermore, our goal is to design models, implement algorithms<br />

and architectures for more robust artificial multimodal systems which can function like natural systems, i.e.<br />

even if their input is imprecise, ambiguous, incomplete, or incoherent. For this purpose, a system needs to<br />

form supplementary cross-connections between the sensory receptor level of a given type and the higher<br />

stages of processing specific to another sensory modality.<br />

CINACS will combine the relevant methods, in particular behavioural techniques, EEG, fMRI, TMS, multielectrode<br />

recordings, simulation, artefact construction, computer and robot experiments. This combination of<br />

approaches is only possible because CINACS comprises the disciplines of neuroscience, psychology,<br />

linguistics, computer science, robotics and bio-engineering. From this synergy we expect major advances in<br />

the fields of multisensory learning, attention, memory and sensorimotor control. Although cross-modal issues<br />

have attracted more and more interest in each individual field, interdisciplinary studies comprising<br />

informatics, neuroscience and psychology are still rare. Therefore, we expect a profound impact on future<br />

and emerging technologies, especially in human-computer interaction, human-robot communication, sensory<br />

substitution for rehabilitation, hybrid technology to restore sensory loss, hybrid bionic systems, a better<br />

understanding of information processing and functions in the human brain.<br />

Projekt Development of grounded multimodal memory in robots<br />

Weser, Martin; Jockel, Sascha; Zhang, Jianwei, Prof. Dr.<br />

Laufzeit:<br />

4/2006 bis 9/2010<br />

Projektbeschreibung:<br />

Multimodal representations play an important role for mobile robots and service robots. In this subproject we<br />

will use some common fusion methods, but will focus on building grounded memories of robot actions<br />

instead of solely a sensorimotor controller. The subproject will share modelling methods but will use realworld<br />

visual, audio and tactile data collected by the robot. Jointly utilizing the data of different modalities<br />

will enrich the robotic memory and increase the robustness of both representation and retrieval process.<br />

According to empirical investigations, episodic memory represents one of the most important components of<br />

human intelligence. The acts of remembering as well as of mental simulation and planning use episodic<br />

memory as their basis. The diverse multisensory high-bandwidth data of our robot such as vision data, joint<br />

angles, positions, force profiles etc., can obviously not be saved in their raw format for an arbitrarily long<br />

period of time. Therefore, coding approaches based on appearances and features are suggested for<br />

summarizing and generalizing experiences from successfully performed operations. We expect that a<br />

representation that fuses potentially incomplete and distorted single sensor data into a unified framework will<br />

increase the robustness of memory formation, the easiness of memory retrieval and the possibility of symbolgrounding.<br />

Schlagwörter:<br />

Robot intelligence, multimodal representation, sensori-motor skills, information retrieval<br />

Subprojekt 1: Multisensory Memory Representations of Robot Actions<br />

Weser, Martin<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

5/2006 bis 4/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Service robots are still in a state of development and are only at the threshold to commercial use in the<br />

primary target group of private households. In order to successfully cross this threshold, the robots’<br />

flexibility as well as safety in the natural surroundings of people has to be ensured. The safety of actions<br />

carried out by robots can only be ensured if close sensor-control loops are applied. On the other hand, it is<br />

well accepted that abstract planning that foresees the effects of the intended course of actions is necessary to<br />

achieve flexible goal-directed behaviour. In this project, we develop a two-layered architecture that integrates<br />

robot control and AI-planning into one coherent system.


Graduiertenkolleg CINACS CINACS – ISR<br />

In the last year a set of atomic robot actions was defined and control programs for action execution were<br />

implemented. This set of actions forms a procedural memory of low level behaviour and provides basic<br />

building blocks for deliberative planning. An established AI-planner (Shop2) is used to parameterize the<br />

control programs and sequentially execute robot actions to achieve high-level objectives. Arrangements to<br />

include learning of both atomic robot actions as well as abstract strategies to guide the planner are made by<br />

adopting a modular approach.<br />

Schlagwörter:<br />

sensor fusion; robot action; cognition, artificial; perception, action-oriented<br />

Subprojekt 2: Autobiographical Episodic Memory<br />

Jockel, Sascha<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

7/2006 bis 6/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

If the human mind stores each item - e.g. an abstract concept, attitudes, etc. - in a single memory location, the<br />

retrieval of a past (subjective) experience from memory triggered by current sensings needs to be identical to<br />

those sensings of the memorised experience. This kind of organisation would be useless, since the space of<br />

all possible experiences is so vast that no two experiences are ever exactly identical. The human mind would<br />

have to possess more memory locations than the number of particles in the universe to store all the<br />

permutations of sound, colour, and so forth that the senses are capable of detecting. The underlying principle<br />

of the brain involved in sensory information processing is that information is represented by a relatively<br />

small number of simultaneously active neurons out of a large population and is commonly referred to as<br />

sparse coding.<br />

The aim of this project is the research and development of a memory that uses the sparse coding principle to<br />

improve action categorisation, prediction and learning in the context of service robotics and manipulation. A<br />

system design for our robot will make it possible to compare current sensings with past experienced robot<br />

actions – e.g. to successful and comparable prior operations – and to adapt and apply them to the current<br />

situation.<br />

Schlagwörter:<br />

Artificial intelligence; memory; sparse distributed memory; action planning; memory architecture<br />

Projekt High-level information fusion for speech and language<br />

McCrae, Patrick; Gan, Tian; Menzel, Wolfgang, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/2006 bis 9/2010<br />

Projektbeschreibung:<br />

This project sets out to investigate cross-modal facilitation effects in technical systems for speech and<br />

language processing. Such a kind of system-integration differs from other problems of information fusion by<br />

the need to deal with highly abstract representations for which no straightforward mapping to the<br />

corresponding sensory input of speech and language exists. Speech input, for instance, needs to be<br />

interpreted in terms of word or phrase meaning before it can be related to the visual experience of the hearer.<br />

Despite the enormous difference in abstraction between the representations involved, the human cognitive<br />

system is able to make the complementary contributions from other modalities almost instantaneously<br />

available to the speech and language processing faculties, establishing the prerequisites for a synergy which<br />

contributes considerably to the rapid and robust behaviour of human multi-modal communication thus setting<br />

it apart from any current technical solutions.<br />

To gain deeper insights into the fundamental requirements for high-level information fusion, selected<br />

problem areas are studied in two PhD-projects, namely audio-visual speech recognition and the (dynamic)<br />

influence of context on sentence processing.<br />

Schlagwörter:<br />

Information fusion, multi-modal communication, speech recognition, sentence processing<br />

99


ISR – CINACS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Subprojekt 1: Audio-visual speech recognition<br />

Gan, Tian<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

100<br />

7/2006 bis 6/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Audio-visual speech recognition makes use of extra video data, in particular lip-reading information, to<br />

improve the performance of a traditional acoustic-only speech recognizer. Based on state-of-the-art speech<br />

recognition technology, information fusion between acoustic and visual cues is attempted on the level of<br />

phones, where the visual stimulus is described by means of an underspecified phone representation. These<br />

two representations are then to be combined by a third component for word recognition. Moreover, compared<br />

to the conventional feature processing techniques, Articulatory Features can be used as an intermediate<br />

representation, capturing relevant characteristics of the speech production information. So far, using<br />

articulatory information is investigated in two levels, feature level and class level. In the feature level,<br />

Articulatory Neural Networks (ANN) are used for performing audio and video articulatory feature<br />

classification. Then we use HMM to build the word recognizer. In the class level, we applied HMM for<br />

modelling abstract articulatory classes, and then designed an N-best decision schema to decide the best<br />

articulatory feature tuples, in order to achieve a decision fusion.<br />

Furthermore, Dynamic Bayesian Networks (DBN) are expected to be applied for better modelling<br />

asynchrony among different articulatory channels. This will cause an information fusion in the model level.<br />

Schlagwörter:<br />

Speech recognition, bimodal; speech recognition, automated; image processing, Hidden Markov Models<br />

(HMM); Dynamic Bayesian Network (DBN); features, articulatory<br />

Subprojekt 2: Cross-modal compensation in language processing<br />

McCrae, Patrick<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

8/2006 bis 7/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

During sentence processing cross-modal semantic influences often result in an (early) disambiguation,<br />

whenever there are several competing interpretations that correspond to individual syntactic structure and are<br />

equally plausible with respect to lexical preferences and static world knowledge. Contextual information, as<br />

obtained from sensory input, e. g. via cross-modal perception, can then provide additional cues for<br />

disambiguation. While a wide range of studies have systematically investigated the impact of context and<br />

world knowledge upon structural disambiguation in human sentence processing, surprisingly few attempts set<br />

out to model the integration of dynamic cross-modal context in natural language processing applications.<br />

This project will study approaches for integrating extra-sentential context from the sensory modalities into<br />

the decision processes to obtain the most plausible structural interpretation. Context integration will be<br />

performed by using a parsing application based on weighted structural constraints in combination with a<br />

custom-developed context integration component. The purpose of the context integration component is to<br />

query a representation of visual context and to perform a set of inferences needed to propagate the contextual<br />

information back into the parser. Feedback from the context integration component is integrated into the<br />

parsing process via additional constraints.<br />

Expected benefits of the successful integration of context knowledge into syntactic parsing include an<br />

increase in parsing accuracy and robustness, as well as an efficiency increase in the parsing process such<br />

since structures corresponding to highly implausible interpretations can be ruled out at an earlier stage in the<br />

parsing process. Insights gained from this research can provide useful input to the improvement of<br />

applications in areas of machine translation, natural language understanding, and automated information<br />

retrieval.<br />

Schlagwörter:<br />

Language processing, natural; dependency parsing; context modelling; information fusion; language-vision<br />

interface


Graduiertenkolleg CINACS CINACS – ISR<br />

Projekt: Interaction of representational modalities in communication<br />

Habel, Christopher, Prof. Dr.; Eschenbach, Carola, Dr., Acartürk, Cengiz; assoziiert: Mohammed Elmogy<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

4/2006 bis 9/2010<br />

Projektbeschreibung:<br />

People make use of distributed internal and external representations to perform higher level tasks in their<br />

daily life, e.g. they use paper and pencil to solve numerical problems, they construct and exploit graphs and<br />

diagrams to analyze the behaviour of physical, economical or social systems, or they make use of maps for<br />

route planning. Additionally, in solving problems cooperatively, people communicate, i.e. they use external<br />

representations as language or pictorial means of communication. The subject of their communication is<br />

internal representations, i.e. their ideas and plans, as well as entities of the environment including external<br />

representations, like graphs, diagrams, tables or maps. To use external representations successfully it is<br />

necessary to integrate the information provided by different representational modalities, like language,<br />

diagrams, pictures, etc. In this project we focus on the use of diagrams and maps in communication and<br />

problem solving: For people seeing pictorial representations, language can be used to give additional<br />

information or to focus on specific aspects or parts of maps and diagrams; currently we investigate this aspect<br />

primarily in the interaction of language and information graphics. In contrast, for visually impaired people<br />

the auditory and haptic sensation can be a way to experience maps and diagrams by using only the visual and<br />

the haptic channel of sensation.<br />

Schlagwörter:<br />

Representation, multimodal; representation, graphical; haptic perception; information graphics<br />

Subprojekt: Multimodal comprehension of text and graphics<br />

Acartürk, Cengiz<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

7/2006 bis 6/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Information graphics are visual representations for the display of quantitative information. Contrary to<br />

numerical representations of data, graphs visually represent data characteristics such as patterns, trends,<br />

comparisons, and interactions. Since visualizations are usually not self-explaining they are generally<br />

presented together with accompanying linguistic constituents, thus constituting multimodal representations.<br />

Our purpose is to experimentally investigate interaction between linguistic entities and graphical entities in<br />

different types of multimodality concerning the interaction between text and graphics. Among the different<br />

types of multimodality, two are investigated in this project. The first is graph-internal multimodality, which<br />

includes the interaction between graphical entities (such as line of a line graph) and linguistic entities on the<br />

graph space (such as annotations and axis labels); the second type includes the interaction between graphical<br />

entities and linguistic entities in accompanying paragraphs. This investigation is accompanied by several<br />

research questions: Concerning the analysis of co-referenced relations, what types of systematic patterns are<br />

used in comprehension of constellations of graphical entities and linguistic entities? How do the patterns<br />

change when linguistic input is given under two different sensory modalities, namely the visual modality like<br />

text on-screen and the auditory modality of speech? How could available frameworks in linguistics be<br />

extended to include the comprehension of multimodal documents?<br />

All investigations are based on the analysis of cognitive processes concerning language-graphics interaction,<br />

specifically establishing co-reference and coherence in multimodal documents. Based on a proposal for<br />

cognitive architecture for integrated processing of multimodal documents, several case studies are performed.<br />

Concerning the graph-internal multimodality, linguistic annotations were investigated in two dimensions.<br />

The first dimension is the role of annotations and graph lines in line graphs for depicting change and events;<br />

the second is the attribution of causality induced by temporal relations that are represented by the graph line.<br />

Concerning the interaction between graphical entities and linguistic entities in accompanying paragraphs, the<br />

bridging role of annotations between paragraphs and the graph is investigated. A further analysis on<br />

graphical entities is performed with respect to the analysis of scale types that are used in psychophysics and<br />

scalar concepts in conceptual semantics. The interaction between linguistic descriptions and graphical<br />

representations of scalar relations is experimentally investigated.<br />

101


ISR – CINACS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

102<br />

The results of this study will be applicable in the development of NLG models for comprehension and<br />

generation of multimodal interfaces in Human Computer Interaction and Artificial Intelligence as well as<br />

design and implementation of computer-based assistance systems to assist learners to interpret, create and<br />

manipulate graphs and annotations. In addition, the analysis of multimodal graph and text comprehension<br />

from the cognitive perspective has the potential to contribute to the development of haptic graph<br />

visualization, i.e. the haptic equivalent of visual graphs and verbal assistance for the haptic exploration of<br />

graphs.<br />

Schlagwörter:<br />

Comprehension, multimodal; graph comprehension; text comprehension; modalities, representational<br />

Subprojekt: Multimodal Representations in Communiation: Interaction of representational modalities in<br />

communication<br />

Graf, Christian<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

1/<strong>2008</strong> bis 12/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

In this dissertation, we investigate audio-tactile representations (tactile maps accompanied by verbal<br />

assistance) and how they can be orchestrated to provide survey knowledge to the human user. The use of<br />

multimodal representations to convey survey knowledge of an environment is assumed to outperform<br />

monomodal representations. An information model is hypothesized that incorporates information to<br />

automatically generate representations of an environment in a multimodal way, that is, by using tactilespatial<br />

and propositional concepts. Tactile-spatial concepts are currently investigated in experiments to<br />

guarantee that spatial concepts have realisations in the tactile domain that convey spatial information. Work<br />

in the linguistic domain has already shown that language provides appropriate concepts to describe spatial<br />

information. The information model contains two qualitatively distinct parts: the vocabularies and the rules.<br />

For each representational modality and for each spatial concept, we have to store whether the concepts can be<br />

realized in that modality, and how the abstract description in the model can be transformed into concrete<br />

instances that are usable in a mode-dependent realisation. The approach to finding spatial concepts for each<br />

modality and rules for the transformation between modalities is to gain insight into how people realize spatial<br />

concepts in different modalities and how they do the transformation between them. The information model<br />

provides a basis to systematically build audio-tactile representations that convey survey knowledge. The<br />

results of the dissertation are expected to serve as one module in a workbench that provides the opportunity<br />

to navigate through a virtual tactile map accompanied by verbal instructions that assist the user in acquiring<br />

survey knowledge of the modelled environment to independently navigate through the world.<br />

Schlagwörter<br />

Communication, multimodal; maps, audio-tactile; modalities, representational; assistance, verbal;<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Tsinghua University, China<br />

Finanzierung<br />

Geldgeber: DFG<br />

Laufzeit der Förderung: 4/2006 bis 9/2010<br />

Sachmittel (Anteil <strong>Informatik</strong>): € 519.175<br />

Personalmittel (Anteil<br />

<strong>Informatik</strong>):<br />

€ 614.790<br />

2. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Siehe Einträge der Kollegsangehörigen in den Berichten der AB NATS, TAMS und WSV.<br />

Wichtige Publikationen aus den vergangenen Jahren 2003-2005<br />

Siehe Einträge der Kollegsangehörigen in den Berichten der AB NATS, TAMS und WSV.


Graduiertenkolleg CINACS CINACS – ISR<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Siehe Einträge der Kollegsangehörigen in den Berichten der AB NATS, TAMS und WSV.<br />

3. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

CINACS Summer School September <strong>2008</strong> in <strong>Hamburg</strong><br />

103


ISR – CINACS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

104


AB Sicherheit in verteilten Systemen SVS – VIKS<br />

Arbeitsbereich<br />

Sicherheit in Verteilten Systemen (SVS)<br />

Vogt-Kölln-Straße 30, Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83- 2510, Fax: 040 / 428 83- 2086<br />

https://www.informatik.uni-hamburg.de/SVS/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Prof. Dr. rer. nat. Joachim Posegga (Leiter des Arbeitsbereiches bis 3/<strong>2008</strong>)<br />

Dr. rer. nat. Klaus-Peter Kossakowski (Vertretungsprofessor, Leiter des Arbeitsbereiches ab 9/<strong>2008</strong>)<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inf. Christopher Alm (bis 5/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inform. Bastian Braun (bis 6/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inform. Martin<br />

Johns (bis 4/<strong>2008</strong>), M.Sc. Hannah Lee, Dipl.-Inform. Robert Olotu, Dipl.-Inform., M.Sc. Information<br />

Security Henrich C. Pöhls (bis 7/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inform., M.Sc. Daniel Schreckling (bis 5/<strong>2008</strong>), HiWi Mathias<br />

Baggendorf (ab 11/<strong>2008</strong>), HiWi Moritz Jodeit (von 2/<strong>2008</strong> bis 5/<strong>2008</strong>), HiWi Tobias Sossidi (ab 11/<strong>2008</strong>)<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Ewelina Pawlowska<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Der Arbeitsbereich Sicherheit in Verteilten Systemen wurde im Dezember 2003 gegründet; der vorliegende<br />

Bericht skizziert somit die Entwicklungen im fünften Jahr des Arbeitsbereiches. Dieses Jahr ist durch den<br />

Weggang von Prof. Posegga, einem Ruf der <strong>Universität</strong> Passau folgend, zum 1. April <strong>2008</strong> gekennzeichnet.<br />

In der Folge beendeten auch die Mehrzahl der wissenschaftlichen Mitarbeiter ihre Tätigkeiten im<br />

Arbeitsbereich, so dass vor allem die bestehenden Projekte beendet und abgewickelt wurden. Des weiteren<br />

wurde durch die Unterstützung der verbleibenden wissenschaftlichen Mitarbeitern sowie des Einsatzes von<br />

Prof. Dr. Klaus Brunnstein die Lehre während des Sommersemesters <strong>2008</strong> aufrecht erhalten.<br />

Seit dem 1. Oktober <strong>2008</strong> wird die Lehre durch eine Vertretungsprofessur, befristet bis zum 30. September<br />

2009, sichergestellt. Eine Ausschreibung der vakanten Professur wird vorbereitet.<br />

Bisheriger Forschungsschwerpunkt des Arbeitsbereiches war die anwendungsorientierte Sicherheit im<br />

Umfeld verteilter Systeme. Das Sicherheitslabor diente als Plattform und Infrastruktur für<br />

Forschungsarbeiten und Lehrveranstaltungen. Das Labor ist seit 2006 vollständig etabliert. Dazu wurde ein<br />

DFG-Antrag aus dem WAP-Programm im Volumen ca. 150 T€ gestellt, der Mitte 2005 genehmigt und 2006<br />

in entsprechende Beschaffungen umgesetzt wurde; die Komponenten sind im Berichtszeitraum installiert und<br />

in Betrieb genommen worden.<br />

Im Bereich der Lehre wurden <strong>2008</strong> drei Vorlesungen erfolgreich abgeschlossen: „GSS“, „VIS“ und<br />

„Sicherheit in Mobilen und Ubiquitären Systemen“. Weiterhin wurden zwei Projekte (Software- und<br />

Netzwerksicherheit) und ein Praktika im Rahmen des Sicherheitslabors abgehalten, in dem Studierenden<br />

praktische Kenntnisse von Sicherheitstechnologie vermittelt werden. Die Veranstaltungen waren sehr gut<br />

besucht. Bedingt durch den veränderten Betreuungsschlüssel werden die Veranstaltungen im Sicherheitslabor<br />

mit einer im Verhältnis zu den Vorjahren geringeren Studentenzahl als in den Vorjahren durchgeführt und es<br />

konnten regelmäßig nicht alle Wünsche berücksichtigt werden.<br />

Im internationalen Wissenschaftsbetrieb ist der Arbeitsbereich nach wie vor gut eingebunden und z.B. in<br />

mehreren Programmkomitees renommierter Sicherheits-Konferenzen vertreten.<br />

Auch die sehr gute Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl „Sicherheit in verteilten Anwendungen“ der TUHH<br />

(Prof. Gollmann) wurde <strong>2008</strong> erfolgreich fortgesetzt, da Dr. Kossakowski bereits seit 2007 Lehraufträge an<br />

der TUHH erfüllt hat und daher z.B. auch die Durchführung gemeinsamer Lehrveranstaltung (Oberseminar)<br />

leicht fällt. Diese Zusammenarbeit soll 2009 weitergeführt werden.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

IT-Sicherheit ist heute ein sehr breit aufgestelltes, viele Facetten umfassendes Gebiet; SVS konzentriert sich<br />

auf Forschungsfragen, die sich aus der Problematik der sicheren Nutzung von Systemen in verteilten<br />

105


VIKS – SVS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

106<br />

Umgebungen ergeben. Beispiele für solche Systeme reichen von unternehmensinterne IT-Systemen bis hin<br />

zu globalen Anwendungssystemen im Bereich e-Business/e-Commerce.<br />

Die Forschungsarbeiten lassen sich in die folgenden Bereiche strukturieren, die grob an einem Schichtenmodell<br />

angelehnt sind:<br />

Anwendungssicherheit (Application Security)<br />

Auf der obersten Ebene spielen die Sicherheitseigenschaften von Anwendungssoftware eine zentrale Rolle;<br />

der Schwerpunkt der Arbeiten lag bei der sicheren Nutzung sog. „Standard-Software“ (engl.: COTS); ein<br />

Bereich, der in der Praxis die weitaus größte Anzahl von Sicherheitsproblemen verursacht, insbesondere im<br />

kommerziellen Bereich. Die Grundproblematik ist dabei die im letzten Jahrzehnt rasant fortgeschrittene<br />

Transition von geschlossenen und bisher abgeschotteten Systemarchitekturen in offene, vernetzte Systemen.<br />

Das Ziel der Forschungsarbeiten ist die Konzeption und Realisierung neuer Methoden und Werkzeuge, Sicherheit<br />

auf Anwendungsebene etablieren zu können: Dies beinhaltet sowohl Sicherheitsanalysen von Implementierungen<br />

auf Schwachstellen (Buffer-/Heap-Overflows, usw.), als auch Fragen der sicherheitstechnischen<br />

Konzeption von Anwendungssoftware und deren Integration in Sicherheitsarchitekturen.<br />

In diesem Bereich ist das bestehende Projekt „Secologic“ und das 2006 startende EU-Projekt „R4eGov“, das<br />

sich mit Workflow-Sicherheit beschäftigen wird, angesiedelt.<br />

Sicherheitsarchitekturen und -dienste (Security Architectures and Services)<br />

Um Anwendungen sicher betreiben zu können müssen entsprechende Sicherheitsarchitekturen und -dienste<br />

zur Verfügung gestellt werden, auf die sich diese Anwendungen stützen können; dieser Bereich lässt sich<br />

auch durch den Begriff „Sicherheits-Middleware“ charakterisieren. Der Arbeitsbereich widmete sich hier<br />

sowohl dem Entwurf, als auch der Evaluierung geeigneter Technologien.<br />

Das BMBF-Projekt ORKA beschäftigt sich mit Zugriffssteuerung (Access Control) und Berechtigungsmanagement<br />

und nähert sich seinem Abschluss.<br />

Netzwerksicherheit (Network Security)<br />

Netzwerksicherheit ist eines der etabliertesten Gebiete der IT-Sicherheit. Der Arbeitsbereich beschäftigt sich<br />

hier vorrangig mit Architekturfragen und dem Schutz von IT-Komponenten (Servern und Clients) und dem<br />

sicheren Betrieb von verteilten Diensten in offenen Netzen.<br />

Die bisherigen Aktivitäten bestanden in der Konzeption neuer Verfahren zur Realisierung von Netz-<br />

Paradigmen, insbesondere im Umfeld des EU-Projekts „Bionets“.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

Philips Medical Systems, <strong>Hamburg</strong> (externe Diplomanden)<br />

Deloitte & Touche, <strong>Hamburg</strong> (externe Diplomanden)<br />

Weiterhin: siehe Projektpartner der Drittmittelprojekte<br />

Ausstattung des Sicherheitslabors<br />

Der Serverraum des Sicherheitslabors verfügt über eine Blade-basierte Server-Infrastruktur mit acht Blades<br />

von FujitsuSiemens und über ein Fileserversystem der Firma Netapp. Einer der Blades ist als Deployment<br />

Server eingerichtet, der die Steuerung aller Blades und die Kommunikation mit dem Netapp-Fileserver<br />

übernimmt. Weiterhin fungiert dieser Deployment Server als Primary Domain Server mit dem<br />

Betriebssystem Windows 2003 für den Arbeitsbereich.<br />

Für den flexiblen Einsatz im Labor, Diplomandenraum und Serverraum sind 15 FujitsuSiemens Intel-<br />

Rechner, 15 17-Zoll-TFT-Displays, ein Samsung 19-Zoll-TFT-Display, ein Intel4 Pentium-PC und zwei<br />

Dual Core Barebone PCs vorhanden. Dazu kommen ein Macbook, ein Macmini sowie 7 FujitsuSiemens<br />

Lifebooks.<br />

Für die Netzwerkinfrastruktur sind diverse Komponenten im Einsatz, u.a. zwei HP IP-Layer 3 Procurve<br />

Switches mit Modulen und 8 SMC Layer 2 Switches und 1 Cisco PIX Firewall.


AB Sicherheit in verteilten Systemen SVS – VIKS<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.1 Scanstud<br />

Johns, Martin und Jodeit, Moritz<br />

Laufzeit des Projektes: 08/2007 - 02/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Eine große Anzahl aktuell auftretender Sicherheitsprobleme sind auf Programmierfehler in den<br />

verwundbaren Applikationen zurückzuführen. Aus diesem Grund ist es unerlässlich bestehende<br />

Applikationen auf potentielle Sicherheitsprobleme im Source Code zu untersuchen (mittels eines so<br />

genannten "Code Audits") und bei neu zu entwickelnden Anwendungen schon im Entwicklungsprozess auf<br />

codebasierte Sicherheitsaspekte zu achten.<br />

Besonders in Situationen in denen große, unüberschaubare Mengen an Code überprüft werden müssen, was<br />

faktisch bereits in jedem mittelgroßen Entwicklungs-Projekt der Fall ist, können (teil-)automatisierte<br />

Werkzeuge die Entwickler und Sicherheitsexperten bei solchen Unterfangen signifikant unterstützen. Eine<br />

besondere Klasse solcher Werkzeuge sind Programme, die anhand des Source Codes einer Anwendung<br />

mittels statischer Analyse eventuell vorhandene Sicherheitsprobleme aufzeigt. Solche Tools werden im<br />

folgenden als Werkzeuge zur "sicherheitszentrischen statischen Analyse von Source Code" bezeichnet.<br />

Ziel des Projektes ist es, die Leistungsfähigkeit aktuell angebotener, kommerzieller Werkzeuge zu<br />

evaluieren.<br />

Schlagworte: Sichere Software-Entwicklung<br />

Finanzierung: Siemens AG<br />

2.2 Referenzstelle für Basisdokumentation<br />

Posegga, Joachim; Poehls, Henrich<br />

Laufzeit des Projektes: 12/2004 - 07/<strong>2008</strong>, Projektabwicklung über HiTec e.V.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Unabhängige Referenzstelle für die Errichtung, Verwaltung und Durchführung einer für <strong>Hamburg</strong> zentralen<br />

Erfassung von (anonymisierten) Datensätzen im Rahmen der Basisdokumentation im ambulanten Sucht- und<br />

Drogenhilfesystem mit dem Ziel der Erfassung und Zuordnung von Mehrfachmeldungen..<br />

Schlagworte: Datenschutz<br />

Finanzierung: BADO e.V.<br />

2.3 R4eGov: “Towards e-Administration in the large”<br />

Lee, Hannah; Posegga, Joachim; in Zusammenarbeit mit VSIS: von Riegen, Michael; Ritter, Norbert<br />

Laufzeit des Projektes: 03/2006 - 02/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Sicherheit und Interoperabilität sind zwei Kernaspekte der EU-Forschung im Bereich des eGovernment.<br />

R4eGov stellt in diesem Rahmen ein integriertes Projekt aus dem sechsten Forschungsrahmenprogramm der<br />

EU dar. Fakt ist, dass die meisten eGoverment-Systeme immer heterogen bleiben und Konfiguration der<br />

Systeme sowie die Prozessdefinitionen immer unter der Kontrolle der lokalen Administrationen stehen<br />

werden. Das Projekt R4eGov versucht an dieser Stelle die Anforderungen für das eGovernment auf EU-<br />

Ebene zu finden, um eine Kollaboration von verschiedenen Systemen auf Basis von Web-Services und<br />

Kollaboration zu ermöglichen. Die zu entwickelnden Werkzeuge, Rahmenwerke und Methoden sollen vor<br />

allem eine sichere Zusammenarbeit von Systemen ermöglichen und die Nachvollziehbarkeit von Aktionen<br />

gewährleisten.<br />

107


VIKS – SVS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

108<br />

Das Projekt selbst ist in zwei Säulen unterteilt, welche sich zum einen mit der Interoperabilität und zum<br />

anderen mit Sicherheit von verteilten Systemen beschäftigen. Ziel ist die Entwicklung von zwei<br />

Rahmenwerken:<br />

• Das Rahmenwerk R4-IOP wird kollaborative BPM-Technologien definieren, erweitern und für die<br />

eGovernment-Domäne anwenden.<br />

• R4-ORC wird ein konzeptuelles und technisches Rahmenwerk liefern, was eine sichere<br />

Zusammenarbeit zwischen öffentlichen Einrichtungen ermöglicht.<br />

Die Arbeitsbereiche SVS und VSIS arbeiten innerhalb des Projektes am R4-ORC-Rahmenwerk zusammen.<br />

Kernaspekte der Forschungsarbeit des Arbeitsbereichs SVS sind Sicherheitsanforderungen von<br />

kollaborativen Workflows und Sicherheitsarchitekturen für kollaborativen Workflows mit<br />

Sicherheitsgrundsatz, organisatorische Kontrollprinzipien und zugriffssteurung.<br />

Projektpartner:<br />

SAP AG, Eurecom, Unisys, Eurojust, Europol, usw.<br />

Schlagworte: Sicherheit in Verteilte Systeme<br />

Finanzierung: European Commission<br />

2.4 BIONETS<br />

Posegga, Joachim; Schreckling, Daniel; Schwardt, Christopher; Kreischer, Daniel<br />

Laufzeit des Projektes: 01/2006 - 12/2009, Projektabwicklung über HiTec e.V.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Projekt “Biologically-Inspired Networks and Services” (BIONETS) ist durch gegenwärtige<br />

Weiterentwicklungen der Prevasive Computing Industrie und durch aktuelle Forschungsinitiativen in diesem<br />

Bereich motiviert und basiert auf der Annahme, dass in naher Zukunft tausende kleiner netzwerkfähiger<br />

Geräte unterschiedlichster Funktionalität unsere fünf Sinne ergänzen und unseren Alltag erleichtern werden.<br />

Annahme ist, dass die Komplexität dieser Umgebungen, der lebender Organismen, Ökosystemen und<br />

sozioökonomischer Systeme stark ähneln wird. Klassische Ansätze der Kommunikation sind in diesem<br />

Kontext ineffektiv, da sie folgende wichtige Eigenschaften nicht berücksichtigen: sehr große Anzahl billiger<br />

und heterogener Geräte, hohe Mobilität der Netzwerkknoten, hoher Verwaltungsaufwand, brach liegen von<br />

Ressourcen.<br />

BIONETS versucht diese Probleme durch einen neuen Ansatz zu lösen. Natur und Gesellschaft zeigen viele<br />

Beispiele auf, in denen es großen Populationen möglich ist effiziente Gleichgewichtszustände zu erreichen<br />

und leistungsfähige Strategien zur Kooperation und Überlebenssicherung zu entwickeln. Durch die<br />

Ausnutzung lokaler Wechselbeziehungen sind einige dieser Populationen sogar in der Lage selbst ohne das<br />

Vorhandensein zentraler Organisationsstrukturen zu funktionieren. Systeme dieser Art sollen BIONETS<br />

Inspiration sein für die Entwicklung komplett integrierter Netzwerk- und Dienst-Umgebungen, die selbst in<br />

der Gegenwart tausender heterogener Geräte gut skalieren und gleichzeitig in der Lage sind sich autonom an<br />

eine wechselnde Umgebung anzupassen.<br />

Um diese Herausforderungen zu meistern wählt BIONETS ein Paradigma, das auf autonomer und lokaler<br />

Peer-to-Peer Kommunikation beruht. So wie sich lebende Organismen durch natürliche Selektion<br />

weiterentwickeln sind Dienste in BIONETS autonom und selbstmodifizierend, um sich an die Umgebung<br />

anzupassen.<br />

SVS beteiligt sich im Projekt BIONETS als Leiter des Sicherheitsarbeitspaketes und hat damit einerseits die<br />

Möglichkeit neuartige Technologien zu entwickeln und diese direkt in den Entwicklungsprozess des Systems<br />

zu integrieren.<br />

Schlagworte: Sicherheitstechnologien für zukünftige Systeme<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Levente Buttyan, Laszlo Dora, Fabio Martinelli, Marinella Petrocchi, Sanjay Rawat, Roberto Cascella,<br />

Roberta D’Amico, Jovan Golic, Daniel Schreckling: Towards Security in BIONETS, August 2007<br />

P. Dini, D. Schreckling: “More Notes on Abstract Algebra and Logic: Towards their Application to Cell<br />

Biology and Security”, 1st OPAALS Workshop in Rome, November 26-27, 2007


AB Sicherheit in verteilten Systemen SVS – VIKS<br />

L. Yamamoto, D. Schreckling, T. Meyer: “Self-Replicating and Self-Modifying Programs in Fraglets”, 2nd<br />

International Conference on Bio-Inspired Models of Network, Information, and Computing Systems<br />

(BIONETICS), December 10-13, 2007, Budapest, Hungary<br />

D. Bliefernicht, D. Schreckling: “Highly Adaptive Cryptographic Suites for Autonomic WSNs”,<br />

International Workshop on Technologies for Situated and Autonomic Communications (SAC), December<br />

10-13, 2007, Budapest, Hungary, in conjunction with BIONETICS'07<br />

Finanzierung: European Commission<br />

2.5 ORKA: Organisatorische Kontrollarchitektur<br />

Alm, Christopher; Posegga, Joachim<br />

Laufzeit des Projekts:05/2006 – 10/<strong>2008</strong>, Projektabwicklung über HITeC e.V.<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ziel des Projekts ORKA ist eine Symbiose von organisatorischer Kontrolle, die im professionellen Bereich<br />

beispielsweise bei der Umsetzung von Geschäftsprozessen auf IT-Systeme notwendig ist, und digitalem<br />

Berechtigungsmanagement. Dies beinhaltet die Entwicklung und Implementierung von ganzheitlichen<br />

Sicherheitskonzepten für rollenbasierte Sicherheitsrichtlinien, die organisatorische Kontrollprinzipien wie<br />

zum Beispiel das Vier-Augen-Prinzip oder benutzerinitiierte Delegation von Rechten abbilden können. Es<br />

soll somit eine Autorisierungsarchitektur entwickelt werden, welche die Spezifikation, die Überprüfung und<br />

die anschließende Umsetzung von solchen Sicherheitsrichtlinien ermöglicht. Die Mechanismen sollen dabei<br />

insbesondere im Kontext von workflow-basierten Systemen eingesetzt werden und in Form einer<br />

Middleware-Komponente durchgesetzt werden.<br />

Der Arbeitsbereich SVS ist verantwortlich im Themenbereich Spezifikation von Sicherheitsrichtlinien, in<br />

dem insbesondere eine dedizierte neue Beschreibungssprache für Sicherheitsrichtlinien entwickelt wurde.<br />

Außerdem arbeitet SVS im Themenbereich Validierung von Sicherheitsrichtlinien mit.<br />

Projektpartner: Fraunhofer Institut für sichere Informationstechnologie (Konsortialführer), Eurosec GmbH,<br />

Technologie-Zentrum <strong>Informatik</strong> (<strong>Universität</strong> Bremen), SAP AP, Parks-<strong>Informatik</strong> GmbH.<br />

Schlagworte:Sicherheitsrichtlinien<br />

Finanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Steinorth, M.; Johns, M.: „Zeitverläufe bei automatisierten Penetrationstests“, In: 15. DFN-CERT Workshop<br />

"Sicherheit in vernetzten Systemen", <strong>Hamburg</strong>, Germany, February <strong>2008</strong><br />

Johns, M.; Engelmann, B.; Posegga, J.: “XSSDS: Server-side detection of cross-site scripting attacks", In:<br />

Annual Computer Security Applications Conference (ACSAC '08), Anaheim, USA, December <strong>2008</strong><br />

Henrich C. Pöhls: “ConCert: Content Revocation Using Certificates”, In: GI Sicherheit <strong>2008</strong>, Saarbrücken,<br />

Saarland, Germany, April <strong>2008</strong>.<br />

Henrich C. Pöhls, Lars Westphal: „Die ‚Untiefen’ der neuen XML-basierten Dokumentenformate“,<br />

In: 15. DFN Workshop "Sicherheit in vernetzten Systemen", <strong>Hamburg</strong>, Germany, February <strong>2008</strong>.<br />

Begutachtungen und abgeschlossene Betreuungen am Department<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Johns, M.; Jodeit, M.: "Scanstud - Evaluating static analysis tools", OWASP AppSec <strong>2008</strong>, May 22nd,<br />

<strong>2008</strong>, Ghent, Belgium<br />

Johns, M.: “XSSDS: Server-side detection of cross-site scripting attacks", talk at the ACSAC <strong>2008</strong><br />

conference, December <strong>2008</strong>, Annaheim, USA<br />

109


VIKS – SVS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

110<br />

Johns, Martin<br />

Mitglied des Programmkommittees, 7th OWASP AppSec Confernece (OWASP AppSec Europe <strong>2008</strong>),<br />

Ghent, Belgien.<br />

Mitglied des Programmkommittees, Fifth Conference on Detection of Intrusions and Malware &<br />

Vulnerability Assessment (DIMVA <strong>2008</strong>), Paris, France<br />

Kossakowski, Klaus-Peter<br />

Mitglied des Programmkommittees, BSI-Sicherheitskongress, Mai 2009, Bonn, Deutschland.<br />

Mitglied des Programmkommittees, 16. DFN Workshop „Sicherheit in verteilten Systemen“, März 2009,<br />

<strong>Hamburg</strong>, Deutschland.<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Posegga, Joachim<br />

Mitglied im Prüfungsausschuss<br />

Mitglied im Studienreformausschuss<br />

Mitglied im Ausschuss Kooperation Uni – TU HH<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Schreckling, Daniel<br />

Reviewer für<br />

- IEEE Transactions on Industrial Informatics und<br />

- IEEE/ACM Transactions on Networking<br />

Sonstige Aktivitäten<br />

Posegga, Joachim<br />

Mitglied des Editorial Boards des International Journal of Pervasive Computing and Communications.<br />

Mitglied im technischen Beirat des <strong>Hamburg</strong>er Landeswahlleiters


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Arbeitsbereich<br />

Theoretische Grundlagen der <strong>Informatik</strong> (TGI)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus C, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2407 (Sekretariat), Fax:. +49 40 428 83-2246<br />

http//:www.informatik.uni-hamburg.de/TGI<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Rüdiger Valk (Leiter); Dr. Matthias Jantzen; Dr. Manfred Kudlek (ab 26.09.2005 pensioniert);<br />

Ehrenprofessor Dr. Carl Adam Petri (Professor gemäß § 17(1) HmbHG)<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dr. Dipl.-Inf. Michael Köhler; Dr. Dipl.-Inf. Daniel Moldt; Dipl.-Inf. Lawrence Cabac; Dipl.-Inf. Michael<br />

Duvigneau, Dipl.-Inf. Matthias Wester-Ebbinghaus (Stipendiat bis 09/<strong>2008</strong>, Wissenschaftlicher Mitarbeiter<br />

ab 10/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inf. Frank Heitmann (ab 4/<strong>2008</strong>)<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Gäste:<br />

Margit Wichmann (ab 1/<strong>2008</strong>)<br />

Prof. Krassimira Schwertner, (Sofia, Bulgarien), 15. - 28.6.<strong>2008</strong><br />

Prof. Ludwik Czaja, (Warschau, Polen), 21. - 28.6.<strong>2008</strong><br />

Prof. Cristian Masalagiu, (Iaşi, Rumänien), 20. - 27.7.<strong>2008</strong><br />

Prof. Giorgi Chobanov, (Sofia, Bulgarien), 15. - 22.12.<strong>2008</strong><br />

Allgemeiner Überblick<br />

Die schnelle technologische Entwicklung und der zunehmende Einsatz von <strong>Informatik</strong>systemen machen<br />

theoretische Studien und Grundlagenforschung immer notwendiger. Ein wichtiger Schwerpunkt des<br />

Arbeitsbereichs TGI ist daher die Untersuchung von komplexen Systemen auf der Grundlage formaler<br />

Modelle. Dabei stehen folgende Problemkreise im Vordergrund: korrekte Darstellung (Syntax), inhaltliche<br />

Korrektheit (Semantik), Erfüllung von Spezifikationen (Verifikation), effiziente Realisierung (Komplexität).<br />

Der Arbeitsbereich ist darüber hinaus an der nichtformalen <strong>Informatik</strong>-Grundlagenforschung beteiligt<br />

(Selbstverständnis, erkenntnistheoretische und philosophische Bezüge, Auswirkungen von Problemen der<br />

Softwarekorrektheit, <strong>Informatik</strong>grundlagen für Soziologieanwendungen).<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Programmsysteme basieren wesentlich auf Programmiersprachen oder Deduktionssystemen, auf<br />

Programmierparadigmen und Spezifikationstechniken. Ihre Entwicklung beruht weitgehend auf Ergebnissen<br />

der Theoretischen <strong>Informatik</strong>. Während das Gebiet in der Lehre fast lückenlos dargestellt wird, findet in der<br />

Forschung eine Konzentration auf einige Teilgebiete statt.<br />

Formale Sprachen und Kalküle<br />

Abstrakte Modellbildungen sind erforderlich, um daran Lösungsparadigmen untersuchen und<br />

weiterentwickeln zu können. Deren Anwendbarkeit und Grenzen werden im Bereich der Formalen Sprachen<br />

und Kalküle studiert. Eingesetzt werden die Ergebnisse für Spezifikationen von Programmcode, Prozessen<br />

und Wissensrepräsentation. Modelle von Automaten, Grammatiken, Ersetzungskalkülen bzw.<br />

Deduktionssystemen stellen konkrete Studienobjekte dar, die in ihrer Mächtigkeit verglichen und zueinander<br />

in Beziehung gesetzt werden.<br />

Berechenbarkeit und Komplexität<br />

Gegenstand der Theorie der Berechenbarkeit ist es, Funktionen dahingehend zu untersuchen, ob sie durch ein<br />

algorithmisches Verfahren berechnet werden können. Um den Begriff Algorithmus festzulegen, ist ein<br />

mathematischer Formalismus erforderlich, der üblicherweise durch Turing-Maschinen gegeben ist. Das<br />

Hauptziel der Komplexitätstheorie ist es, grundlegende Aussagen zu machen, mit welchem Aufwand an<br />

Speicherplatz und Rechenzeit algorithmische Probleme auf einer Maschine gelöst werden können. Von<br />

111


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

112<br />

besonderer Wichtigkeit sind dabei untere Schranken, also Aussagen über den Mindestbedarf an Ressourcen,<br />

die erforderlich sind, um ein Problem auf einer Maschine zu lösen.<br />

Nebenläufige Systeme und verteilte Algorithmen<br />

Heutige <strong>Informatik</strong>systeme erbringen Dienste vorwiegend durch kooperierende und kommunizierende<br />

Prozesse, Rechner, andere Geräte oder Menschen. Bei der Modellierung und Analyse der dabei auftretenden<br />

Erscheinungen und Probleme werden seit vielen Jahren erfolgreich Petrinetze eingesetzt. Höhere Petrinetze<br />

erlauben die konkrete Spezifikation und den detaillierten Entwurf sowohl sequentieller als auch<br />

nebenläufiger Systeme. Durch die Analyse ihrer Struktur, der Entwicklung von Analyseverfahren, der<br />

Modellierung und der praktischen Implementierung hat sich der Arbeitsbereich TGI einen internationalen<br />

Ruf erworben. Dies gilt insbesondere für die durch ihn entwickelten Objekt-Petrinetze.<br />

Softwaretechnischer Systementwurf mit Hilfe von Petrinetzen<br />

Das Programmieren im Großen erfordert spezielle Methoden der Strukturierung und Darstellung, der<br />

softwaretechnischen Erstellung, des Versionen- und Projektmanagements. Auf der Basis von Petrinetzen<br />

werden hierzu Beiträge erarbeitet. Als theoretische Grundlagen werden insbesondere das Konzept der<br />

Petrinetze als Marken und die Agentenorientierung als Strukturierungskonzept berücksichtigt.<br />

Prozessmodellierung<br />

In allen Bereichen der <strong>Informatik</strong> werden Prozesse als Modellierungskonzept verwendet. Am Arbeitsbereich<br />

TGI werden dazu theoretische, praktische und angewandte Fragestellungen aufgegriffen und ganzheitlich<br />

bearbeitet. So werden insbesondere theoretische Grundlagen von Prozessen beispielsweise in Workflowmanagementsystemen,<br />

flexiblen Fertigungssystemen, Softwareentwicklungsprozessen, dienstorientierten<br />

Architekturen, Organisationen und Unternehmen, Process Mining oder für die Verwendung in der<br />

Wirtschaftsinformatik untersucht.<br />

Grundlagen der <strong>Informatik</strong> und Bezüge zu anderen Disziplinen<br />

Der Arbeitsbereich hat sich wiederholt an Diskussionen über das Selbstverständnis der <strong>Informatik</strong> allgemein<br />

sowie über Paradigmenwechsel in der Softwareproduktion beteiligt. Einige Arbeiten befassen sich mit<br />

Bezügen zu erkenntnistheoretisch/philosophischen, psychologischen, linguistischen, soziologischen oder<br />

wirtschaftswissenschaftlichen Fragestellungen.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Viele persönliche Kontakte, keine mit Verträgen<br />

Ausstattung<br />

16 Arbeitsplatz-PCs und Notebooks werden von den Hochschullehrern, wissenschaftlichen Mitarbeitern und<br />

Doktoranden genutzt (davon 5 aus dem Beschaffungsjahr 2004 oder früher). Dazu kommen 3 Notebooks für<br />

spezielle Aufgaben. 3 (davon 1 aus dem Beschaffungsjahr 2004 oder früher) weitere Arbeitsplatz-PCs und<br />

Notebooks werden von den Diplomanden genutzt. 2 Arbeitsplatz-PCs werden vom Verwaltungspersonal<br />

genutzt sowie 1 weiterer von studentischen Hilfskräften. Schließlich stehen 8 DV-Plätze im studentischen<br />

Pool des TGI-Labors zur Verfügung.<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1 Nebenläufige Systeme, Petrinetze und verteilte Algorithmen<br />

Valk, Rüdiger, Prof. Dr.; Petri, Carl Adam, Prof. Dr.; Moldt, Daniel, Dr.; Köhler-Bußmeier, Michael, Dr.;<br />

Duvigneau, Michael; Cabac, Lawrence; Heitmann, Frank; Wester-Ebbinghaus, Matthias<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1994<br />

Projektbeschreibung:<br />

Heutige <strong>Informatik</strong>systeme erbringen Dienste vorwiegend durch kooperierende und kommunizierende<br />

Prozesse oder Rechner. Bei der Modellierung und Analyse der dabei auftretenden Erscheinungen und<br />

Probleme werden seit vielen Jahren Petrinetze eingesetzt. Durch die Analyse ihrer Struktur und der<br />

Entwicklung von Analyseverfahren hat sich der Arbeitsbereich TGI einen internationalen Ruf erworben. Das<br />

Projekt widmet sich der Theorie der Nebenläufigkeit im Allgemeinen und den Petrinetzen im Speziellen. Der


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Forschungsgegenstand reicht dabei von Grundlagenfragen bis hin zur Unterstützung durch das Werkzeug<br />

RENEW. Daneben betreut der Arbeitsbereich die internationale Petrinetzbibliographie und das offizielle<br />

Web-Portal der Petrinetz-Forschungsgemeinschaft. Schwerpunktmäßig erforscht TGI in diesem Projekt die<br />

formalen Eigenschaften der Objektnetze, d.h. Petrinetze mit Petrinetzen als Marken. Ihre Eigenschaften sind<br />

komplexer als die elementarer Netze. Objektnetze liefern fundamentale Aussagen zu geschachtelten oder<br />

mobilen Systemen. Die theoretischen Ergebnisse werden genutzt, um die strukturelle Analyse komponenten-<br />

und agentenorientierter Petrinetze zu unterstützen. Von großen praktischen Nutzen ist auch die Analyse von<br />

Objektnetzen durch die Exploration ihrer Zustandsräume (engl. model checking). Die Forschungsergebnisse<br />

fließen in die kontinuierliche Weiterentwicklung der Java-basierten Entwicklungs- und Ausführungsumgebung<br />

RENEW ein, die heute einen festen Platz unter den Petrinetzwerkzeugen einnimmt.<br />

Schlagwörter:<br />

Nebenläufigkeit; Petrinetze; Netze-in-Netzen; Objektnetze; Verfikation; Strukturelle Analyse; RENEW<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich<br />

Cabac, L.; Denz, N.: Net Components for the Integration of Process Mining into Agent-Oriented Software<br />

Engineering, Transactions on Petri Nets and Other Models of Concurrency I (ToPNoC), Band 5100:86-<br />

103, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Dirkner, R.; Moldt, D.: Modeling with Service Dependency Diagrams, In: Moldt et al. , editors,<br />

Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and Validation of<br />

Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>, Barcelona, Spain,<br />

June <strong>2008</strong>, 109-118<br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.: Agent Models for<br />

Concurrent Software Systems, In: R. Bergmann; G. Lindemann (Hrsg.), Proceedings of the Sixth German<br />

Conference on Multiagent System Technologies, MATES'08, Band 5244 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 37-48, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Rölke, H.: A Monitoring Toolset for Petri Net-based Agent-oriented Software<br />

Engineering, In: R. Valk; K. M. van Hee (Hrsg.), 29th International Conference on Application and<br />

Theory of Petri Nets, Xi'an, China, Band 5062 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 399-408,<br />

Springer-Verlag, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Moldt, D.; Schlüter, J.: Adding Runtime Net Manipulation Features to MulanViewer, In: 15.<br />

Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze, AWPN'08, <strong>Universität</strong> Rostock, p 87-92, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Schlüter, J.: ImageNetDiff: A Visual Aid to Support the Discovery of Differences in Petri Nets,<br />

In: 15. Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze, AWPN'08, <strong>Universität</strong> Rostock, p 93-98,<br />

<strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Heitmann, F.: On the Expressiveness of Communication Channels for Object Nets, In:<br />

H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the International<br />

Workshop on Concurrency, Specification, and Programming (CS&P <strong>2008</strong>), Band 2, 253-264, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Kudlek, M.: Linear Properties of Zero-Safe Nets with Debit Tokens, Fundamenta<br />

Informaticae, Band 85(1-4):329-342, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Automatic Generation of Distributed Team Formation<br />

Algorithms from Organizational Models, In: J. Hübner; O. Boissier (Hrsg.), Workshop on Coordination,<br />

Organizations, Institutions, and Norms in Agent Systems, COIN'08, <strong>2008</strong><br />

Mitreiter, K.: Einbetten der grafischen Benutzungsschnittstelle von Renew in Eclipse, Diplomarbeit,<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, Vogt-Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Schleinzer, B.: Plugin-Agents as Conceptual Basis for Flexible<br />

Software Structures, In: Multi-Agent Systems and Applications V. Fifth International Central and East<br />

European Conference, CEEMAS'07, Leipzig. Proceedings, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in<br />

Computer Science, 340-342, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2007<br />

Köhler, M.: Reachable Markings of Object Petri Nets, Fundamenta Informaticae, Band 79(3-4):401-413,<br />

2007<br />

Köhler, M.; Farwer, B.: Object Nets for Mobility, In: J. Kleijn; A. Yakovlev (Hrsg.), International<br />

Conference on Application and Theory of Petri Nets 2007, Band 4546 der Reihe Lecture Notes in<br />

Computer Science, 244-262, Springer-Verlag, 2007<br />

Köhler, M.; Kudlek, M.: Zero-safe nets with debit tokens, In: Proceedings of the International Workshop on<br />

Concurrency, Specification, and Programming (CS&P 2007), 2007<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Dynamic Transition Refinement, Electronic Notes in Theoretical Computer Science,<br />

Band 175:119-134, 2007<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Web Service Orchestration with Super-Dual Object Nets, In: J. Kleijn; A. Yakovlev<br />

(Hrsg.), International Conference on Application and Theory of Petri Nets 2007, Band 4546 der Reihe<br />

Lecture Notes in Computer Science, 263-280, Springer-Verlag, 2007<br />

113


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

114<br />

Simmendinger, F.; Cabac, L.; Duvigneau, M.; Knaak, N.: Controlling OSGi Bundles with Petri Nets, In:<br />

Moldt et al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software Engineering<br />

(PNSE'07), 220-225<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Rölke, H.: Applying Multi-agent Concepts to Dynamic Plug-in<br />

Architectures, In: J. Mueller; F. Zambonelli (Hrsg.), Agent-Oriented Software Engineering VI: 6th<br />

International Workshop, AOSE 2005, Utrecht, Netherlands, July 21, 2005. Revised Selected Papers,<br />

Band 3950 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 190-204, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg,<br />

New York, 2006<br />

Duvigneau, M.; Rölke, H.; Wienberg, F.: Informal Introduction to the Feature Structure Nets Tool - A Tool<br />

for Process and Information Modeling, In: Moldt, D.; editors, Proceedings of the 13th Workshop<br />

Application and Tools for Petri Nets. AWPN'06, 85-91<br />

Kummer, O.; Wienberg, F.; Duvigneau, M.: Renew - The Reference Net Workshop, Available at:<br />

http://www.renew.de/, 2006. Release 2.1<br />

Kummer, O.; Wienberg, F.; Duvigneau, M.: Renew - User Guide, University of <strong>Hamburg</strong>, Faculty of<br />

Informatics, Theoretical Foundations Group, <strong>Hamburg</strong>, release 2.1 Auflage, 2006. Available at:<br />

http://www.renew.de/<br />

Köhler, M.: Algebraische Erweiterung von Objektnetzen, In: Moldt, D.; editors, Proceedings of the 13th<br />

Workshop Application and Tools for Petri Nets. AWPN'06<br />

Köhler, M.: Reachable Markings of Object Petri Nets, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A.<br />

Skowron (Hrsg.), Proceedings of the International Workshop on Concurrency, Specification, and<br />

Programming (CS&P 2006), 2006<br />

Köhler, M.: The Reachability Problem for Object Nets, In: Moldt, D.; editors, Proceedings of the Fourth<br />

International Workshop on Modelling of Objects, Components, and Agents. MOCA'06, 179-198<br />

Köhler, M.; Farwer, B.: Modelling Global and Local Name Spaces for Mobile Agents Using Object Nets,<br />

Fundamenta Informaticae, Band 72(1-3):109-122, 2006<br />

Köhler, M.; Moldt, D.; Ortmann, J.: Dynamic Service Composition: A Petri-Net Based Approach, In: Y.<br />

Manolopoulos; J. Filipe; P. Constantopoulos; J. Cordeiro (Hrsg.), Proceedings of the Eighth International<br />

Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2006) - Software Agents and Internet Computing,<br />

159-165, 2006<br />

Köhler, M.; Moldt, D.; Ortmann, J.: Dynamic Service Composition: A Petri-Net Based Approach, In: Y.<br />

Manolopoulos; J. Filipe; P. Constantopoulos; J. Cordeiro (Hrsg.), Proceedings of the Eighth International<br />

Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2006) - Software Agents and Internet Computing,<br />

159-165, 2006<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Dynamic Transition Refinement, In: Proceedings of the Workshop on Foundations of<br />

Coordination Languages and Software Architectures (FOCLASA), Technical Report ITI-06-07,<br />

Department of Computer Science, University of Malaga, 117-132, 2006<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Properties of Super-Dual Nets, Fundamenta Informaticae, Band 72(1-3):245-254,<br />

2006<br />

2.2 Organisationen und Geschäftsprozesse<br />

Valk, Rüdiger, Prof. Dr.; Moldt, Daniel, Dr.; Köhler-Bußmeier, Michael, Dr.; Wester-Ebbinghaus, Matthias;<br />

Markwardt, Kolja; Reese, Christine; Ortmann, Jan<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 1999<br />

Projektbeschreibung:<br />

Eine wesentliche Aufgabe der <strong>Informatik</strong> ist die Unterstützung beziehungsweise Ermöglichung soziotechnischer<br />

Kopplung. In diesem Zusammenhang nehmen realweltliche Organisationen eine zweifaltige<br />

Rolle ein. Zum einen stellen sie einen der wichtigsten Anwendungsfälle für die Integration von<br />

Informationstechnologie und sozialem System dar. Zum anderen sind Organisationen sozio-technische<br />

Systeme per se, indem sie eine Integration von Formalstruktur und informellen sozialen Beziehungen<br />

vornehmen. In diesem Sinne sind Organisationen nicht nur Anwendungsfall, sondern auch universelle<br />

Inspirationsquelle und Leitbild für die Realisierung sozio-technischer Kopplung. Im Rahmen des<br />

Forschungsschwerpunktes werden ausgehend von Organisationstheorien, soziologischen Theorien sowie<br />

betriebswirtschaftlichen Grundlagen Modelle mittels formaler und semiformaler Techniken erstellt, die die<br />

wesentlichen Strukturen und Prozesse widerspiegeln. Insbesondere kommen (höhere) Petrinetze als<br />

Modellierungstechnik zum Einsatz. Die einzelnen Teilprojekte widmen sich dabei jeweils verschiedenen<br />

Aspekten wie bspw. der Konzeptualisierung von Organisationseinheiten (verschiedenen Typs), formalen<br />

Spezifikationen von organisatorischen/institutionellen Handlungen, der Mikro/Makro-Wechselwirkung,<br />

Selbstorganisation oder Geschäftsprozessen. Auf der softwaretechnischen Seite wird insbesondere an der


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Übertragung der grundsätzlichen Mechanismen auf informatische Modellierungstechniken und<br />

Ausführungsumgebungen gearbeitet.<br />

Schlagwörter:<br />

Organisation; Organisationseinheit; Organisationstheorie; Sozionik; Soziologie; Selbstorganisation;<br />

Geschäftsprozesse; Web-Engineering; Workflows; Multiagentensystem; Workflowmanagementsystem;<br />

Petrinetze; Netze-in-Netzen; RENEW<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Köhler-Bußmeier, M.; Langer, R.: Agentensysteme als reflexive, soziale Praxisformen, Mitteilung 340 der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Automatic Generation of Distributed Team Formation<br />

Algorithms from Organizational Models, In: J. Hübner; O. Boissier (Hrsg.), Workshop on Coordination,<br />

Organizations, Institutions, and Norms in Agent Systems, COIN'08, p 71-87, <strong>2008</strong><br />

Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.; Dörges, T.; Cabac, L.; Moldt, D.: Introducing a Process Infrastructure for<br />

Agent Systems, In: M. Dastani; A. El Fallah; J. a. Leite; P. Torroni (Hrsg.), LADS'007 Languages,<br />

Methodologies and Development Tools for Multi-Agent Systems, Band 5118 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 225-242, <strong>2008</strong>. Revised Selected and Invited Papers<br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Köhler-Bußmeier, M.; Moldt, D.: From Multi-Agent to Multi-Organization<br />

Systems: Utilizing Middleware Approaches, In: A. Artikis; G. Picard; L. Vercouter (Hrsg.), International<br />

Workshop Engineering Societies in the Agents World (ESAW 08), <strong>2008</strong><br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: A Janus-Faced Net Component for the Prototyping of Open Systems, In:<br />

AWPN, Band 380 der Reihe CEUR Workshop Proceedings, 25-30, CEUR-WS.org, <strong>2008</strong><br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: Modelling Multi-Agent Systems with Organizations in Mind, In: Moldt<br />

et al. , editors, Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and<br />

Validation of Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>,<br />

Barcelona, Spain, June <strong>2008</strong>, 81-90<br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: Structure in Threes: Modelling Organization-Oriented Software<br />

Architectures Built Upon Multi-Agent Systems, In: L. Padgham; D. C. Parkes; J. Müller; S. Parsons<br />

(Hrsg.), 7th International Joint Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS<br />

<strong>2008</strong>), Estoril, Portugal, May 12-16, <strong>2008</strong>, Volume 3, 1307-1310, IFAAMAS, <strong>2008</strong><br />

Köhler, M.: A Formal Model of Multi-Agent Organisations, Fundamenta Informaticae, Band 79(3-4):415-<br />

430, 2007<br />

Köhler, M.; Langer, R.; von Lüde, R.; Moldt, D.; Rölke, H.; Valk, R.: Socionic Multi-Agent Systems Based<br />

on Reflexive Petri Nets and Theories of Social Self-Organisation, Journal of Artificial Societies and<br />

Social Simulation, Band 10(1), 2007<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Dynamic Transition Refinement, Electronic Notes in Theoretical Computer Science,<br />

Band 175:119-134, 2007<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Web Service Orchestration with Super-Dual Object Nets, In: J. Kleijn; A. Yakovlev<br />

(Hrsg.), International Conference on Application and Theory of Petri Nets 2007, Band 4546 der Reihe<br />

Lecture Notes in Computer Science, 263-280, Springer-Verlag, 2007<br />

Köhler, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Closing the Gap Between Organizational Models and Multi-Agent<br />

System Deployment, In: Multi-Agent Systems and Applications V, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 307-309, Springer-Verlag, 2007<br />

Köhler, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Petri Net-Based Specification and Deployment of Organizational<br />

Models, In: Moldt et al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software<br />

Engineering (PNSE'07), 67-81<br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.; Reese, C.; Markwardt, K.: Towards Organization-Oriented Software<br />

Engineering, In: H. Züllighoven (Hrsg.), Software Engineering Konferenz 2007 in <strong>Hamburg</strong>: SE'07<br />

Proceedings, Band 105 der Reihe LNI, 205-217, GI, 2007<br />

Köhler, M.; Moldt, D.; Ortmann, J.: Dynamic Service Composition: A Petri-Net Based Approach, In: Y.<br />

Manolopoulos; J. Filipe; P. Constantopoulos; J. Cordeiro (Hrsg.), Proceedings of the Eighth International<br />

Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2006) - Software Agents and Internet Computing,<br />

159-165, 2006<br />

Köhler, M.; Valk, R.: Theoriebewertung und Modellerstellung: ein Erfahrungsbericht, In: R. Valk (Hrsg.),<br />

Ordnungsbildung und Erkenntnisprozesse, <strong>Hamburg</strong> University Press, 2006<br />

Rölke, H.; Wester-Ebbinghaus, M.: Agentenbasierte Petrinetzsimulation - Ein teambasierter Ansatz, In:<br />

Moldt, D.; editors, Proceedings of the 13th Workshop Application and Tools for Petri Nets. AWPN'06,<br />

79-84<br />

Rölke, H.; Wester-Ebbinghaus, M.: Petri-net Based Team Modules for Collaborative Multi-agent Action, In:<br />

Moldt, D.; editors, Proceedings of the Fourth International Workshop on Modelling of Objects,<br />

Components, and Agents. MOCA'06, 245-266<br />

115


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

116<br />

Wester-Ebbinghaus, M.: Implementing Multi-Agent Teamwork Via Reference Net Team Modules,<br />

International Transactions on Systems Science and Applications, p 343 – 351, 2006<br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: Auf dem Weg zu organisationsorientierter Softwareentwicklung,<br />

Available at: http://www.informatik.uni-hamburg.de/TGI/publikationen/public/data/2006/Wester+06/<br />

Wester+06.pdf, 2006<br />

2.3 Modellierung und Systemgestaltung<br />

Moldt, Daniel, Dr.; Köhler-Bußmeier, Michael, Dr.; Duvigneau, Michael; Cabac, Lawrence; Wester-<br />

Ebbinghaus, Matthias; Markwardt, Kolja; Reese, Christine; Ortmann, Jan<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 1990<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Erfassen, Analysieren, Verstehen, Bewerten und Gestalten von Systemen basiert auf Modellen. Der<br />

Zweck der Modellierung erfordert insb. für verteilte, nebenläufige und komplexe Systeme eine hinreichend<br />

ausdrucksstarke Ausstattung des Repertoires der Modellierenden. TGI hat in den letzten beiden Dekaden<br />

zahlreiche Untersuchungen sowohl in Hinblick auf formale Grundlagen, als auch semi-formale oder<br />

informale Grundlagen vorgenommen. Wichtige Konzepte, die für verteilte, nebenläufige und komplexe<br />

Systeme eine besondere Rolle spielen, wurden dabei mit Hilfe verschiedener Formalismen, insb. höherer<br />

Petrinetze untersucht. Beiträge in diesem Bereich decken naturgegeben eine Vielzahl an Richtungen ab. So<br />

wird auf die Verantwortung der Handelnden ebenso eingegangen wie auf deren verschiedene Perspektiven.<br />

Zurückgeführt werden diese auf theoretisch/konzeptionelle Fundamente der <strong>Informatik</strong>. Insbesondere die<br />

Concurrency-Theorie von C.A. Petri und die daran anschließenden Arbeiten. Aktuelle Arbeiten verfolgen die<br />

Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes der Systemmodellierung, der praktische Anteile für die konkrete<br />

Anwendung ebenso im Auge behält wie eine konzeptionelle und theoretisch fundierte Grundlage. Die<br />

strukturierenden Konzepte kommen aus der Objekt-, Agenten- oder Organisationsorientierung, während die<br />

Basis auf den Arbeiten von Petri aufsetzt. Ergebnisse sind der PAOSE-Ansatz, die Einheitentheorie und<br />

Vorschläge zu Architektur von nebenläufigen Softwaresystemen im Großen und Kleinen.<br />

Schlagwörter:<br />

Modellierung; Software-Architektur; Systemgestaltung; Nebenläufigkeit; Petrinetze;<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Cabac, L.; Dirkner, R.; Moldt, D.: Modeling with Service Dependency Diagrams, In: Moldt et al. (Hrsg.),<br />

Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and Validation of<br />

Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>, Barcelona, Spain,<br />

June <strong>2008</strong>, 109-118<br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.: Agent Models for<br />

Concurrent Software Systems, In: R. Bergmann; G. Lindemann (Hrsg.), Proceedings of the Sixth German<br />

Conference on Multiagent System Technologies, MATES'08, Band 5244 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 37-48, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, <strong>2008</strong><br />

Schleinzer, B.; Cabac, L.; Moldt, D.; Duvigneau, M.: From Agents and Plugins to Plugin-Agents, Concepts<br />

for Flexible Architectures, In: New Technologies, Mobility and Security, <strong>2008</strong>. International Conference,<br />

NTMS '08, Tangier, Morocco. Electronical proceedings, 1-5, IEEE Xplore, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Schleinzer, B.: Plugin-Agents as Conceptual Basis for Flexible<br />

Software Structures, In: Multi-Agent Systems and Applications V. Fifth International Central and East<br />

European Conference, CEEMAS'07, Leipzig. Proceedings, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in<br />

Computer Science, 340-342, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2007<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Reese, C.; Dörges, T.; Wester-Ebbinghaus, M.: Models and Tools for Mulan<br />

Applications, In: Multi-Agent Systems and Applications V. Fifth International Central and East European<br />

Conference, CEEMAS'07, Leipzig. Proceedings, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in Computer<br />

Science, 328-330, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2007<br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Duvigneau, M.; Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.: Application Development with<br />

Mulan, In: Moldt et al. (Hrsg.), Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software<br />

Engineering (PNSE'07), 145-159<br />

Cabac, L.; Knaak, N.: Process Mining in Petri Net-based Agent-oriented Software Development, In: Moldt et<br />

al. (Hrsg.), Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software Engineering<br />

(PNSE'07), 7-21<br />

Klenski, M.; Willner, A.: Graphische Informationsmodellierung für Mulan-Agenten, Diplomarbeit,<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, Vogt-Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, 2007


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Schleinzer, B.: Flexible und hierarchische Multiagentensysteme - Modellierung und prototypische<br />

Erweiterung von Mulan und Capa, Diplomarbeit, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, Vogt-<br />

Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Simmendinger, F.: Referenznetze zur Modellierung von wissenschaftlichen Workflows am Beispiel der<br />

Steuerung von Simulationsexperimenten, Diplomarbeit, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>,<br />

Vogt-Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Simmendinger, F.; Cabac, L.; Duvigneau, M.; Knaak, N.: Controlling OSGi Bundles with Petri Nets, In:<br />

Moldt et al. (Hrsg.), Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software Engineering<br />

(PNSE'07), 220-225<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Rölke, H.: Applying Multi-agent Concepts to Dynamic Plug-in<br />

Architectures, In: J. Mueller; F. Zambonelli (Hrsg.), Agent-Oriented Software Engineering VI: 6th<br />

International Workshop, AOSE 2005, Utrecht, Netherlands, July 21, 2005. Revised Selected Papers,<br />

Band 3950 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 190-204, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg,<br />

New York, 2006<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Rölke, H.: Net Components Revisited, In: Moldt (Hrsg.), Proceedings of the<br />

Fourth International Workshop on Modelling of Objects, Components, and Agents. MOCA'06, 87-102,<br />

2006<br />

2.4 Agententechnologien<br />

Valk, Rüdiger, Prof. Dr.; Moldt, Daniel, Dr.; Köhler-Bußmeier, Michael, Dr.; Duvigneau, Michael; Cabac,<br />

Lawrence; Wester-Ebbinghaus, Matthias<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 1996<br />

Projektbeschreibung:<br />

Dieses Projekt untersucht die theoretischen und software-technischen Grundlagen, sowie die Implementation<br />

von Agentensystemen, Agentenanwendungen, deren Erstellungsprozesse sowie andere Aspekte der<br />

Agententechnologie. Dabei wird die Agententechnologie als Zusammenfassung von vier Teilbereichen der<br />

<strong>Informatik</strong> angesehen: der verteilten Systeme, der (verteilten) künstlichen Intelligenz, der Softwaretechnik<br />

und der theoretischen Grundlagen. Die Nähe von verteilten und nebenläufigen Prozessen in<br />

Multiagentensystemen zu Petrinetzen kommt durch die Implementierung eines Multiagentenframeworks<br />

Mulan / Capa zum Ausdruck, welches in Referenznetzen implementiert ist und in Renew ausgeführt wird.<br />

Petrinetze bieten die Grundlagen durch ihre formale, sowie eine operationale Semantik für einen hochgradig<br />

nebenläufigen und strukturierten Ansatz.<br />

Schlagwörter:<br />

Multiagentensysteme; Netze-in-Netzen; FIPA; Agentenplattform; AOSE<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Cabac, L.; Denz, N.: Net Components for the Integration of Process Mining into Agent-Oriented Software<br />

Engineering, Transactions on Petri Nets and Other Models of Concurrency I (ToPNoC), Band 5100:86-<br />

103, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Dirkner, R.; Moldt, D.: Modeling with Service Dependency Diagrams, In: Moldt et al. , editors,<br />

Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and Validation of<br />

Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>, Barcelona, Spain,<br />

June <strong>2008</strong>, 109-118<br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.: Agent Models for<br />

Concurrent Software Systems, In: R. Bergmann; G. Lindemann (Hrsg.), Proceedings of the Sixth German<br />

Conference on Multiagent System Technologies, MATES'08, Band 5244 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 37-48, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Rölke, H.: A Monitoring Toolset for Petri Net-based Agent-oriented Software<br />

Engineering, In: R. Valk; K. M. van Hee (Hrsg.), 29th International Conference on Application and<br />

Theory of Petri Nets, Xi'an, China, Band 5062 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 399-408,<br />

Springer-Verlag, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Moldt, D.; Schlüter, J.: Adding Runtime Net Manipulation Features to MulanViewer, In: 15.<br />

Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze, AWPN'08, <strong>Universität</strong> Rostock, p 87-92, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Langer, R.: Agentensysteme als reflexive, soziale Praxisformen, Mitteilung 340 der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>2008</strong><br />

Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.; Dörges, T.; Cabac, L.; Moldt, D.: Introducing a Process Infrastructure for<br />

Agent Systems, In: M. Dastani; A. El Fallah; J. a. Leite; P. Torroni (Hrsg.), LADS'007 Languages,<br />

117


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

118<br />

Methodologies and Development Tools for Multi-Agent Systems, Band 5118 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 225-242, <strong>2008</strong>. Revised Selected and Invited Papers<br />

Schleinzer, B.; Cabac, L.; Moldt, D.; Duvigneau, M.: From Agents and Plugins to Plugin-Agents, Concepts<br />

for Flexible Architectures, In: New Technologies, Mobility and Security, <strong>2008</strong>. International Conference,<br />

NTMS '08, Tangier, Morocco. Electronical proceedings, 1-5, IEEE Xplore, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Schleinzer, B.: Plugin-Agents as Conceptual Basis for Flexible<br />

Software Structures, In: Multi-Agent Systems and Applications V. Fifth International Central and East<br />

European Conference, CEEMAS'07, Leipzig. Proceedings, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in<br />

Computer Science, 340-342, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2007<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Reese, C.; Dörges, T.; Wester-Ebbinghaus, M.: Models and Tools for Mulan<br />

Applications, In: Multi-Agent Systems and Applications V. Fifth International Central and East European<br />

Conference, CEEMAS'07, Leipzig. Proceedings, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in Computer<br />

Science, 328-330, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2007<br />

Cabac, L.; Dörges, T.: Tools for Testing, Debugging and Monitoring Multi-agent Applications, In: Moldt et<br />

al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software Engineering<br />

(PNSE'07), 209-213<br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Duvigneau, M.; Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.: Application Development with<br />

Mulan, In: Moldt et al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software<br />

Engineering (PNSE'07), 145-159<br />

Cabac, L.; Knaak, N.: Process Mining in Petri Net-based Agent-oriented Software Development, In: Moldt et<br />

al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software Engineering<br />

(PNSE'07), 7-21<br />

Klenski, M.; Willner, A.: Graphische Informationsmodellierung für Mulan-Agenten, Diplomarbeit,<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, Vogt-Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Köhler, M.: A Formal Model of Multi-Agent Organisations, Fundamenta Informaticae, Band 79(3-4):415 -<br />

430, 2007<br />

Köhler, M.; Farwer, B.: Object Nets for Mobility, In: J. Kleijn; A. Yakovlev (Hrsg.), International<br />

Conference on Application and Theory of Petri Nets 2007, Band 4546 der Reihe Lecture Notes in<br />

Computer Science, 244-262, Springer-Verlag, 2007<br />

Köhler, M.; Langer, R.; von Lüde, R.; Moldt, D.; Rölke, H.; Valk, R.: Socionic Multi-Agent Systems Based<br />

on Reflexive Petri Nets and Theories of Social Self-Organisation, Journal of Artificial Societies and<br />

Social Simulation, Band 10(1), 2007<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Dynamic Transition Refinement, Electronic Notes in Theoretical Computer Science,<br />

Band 175:119-134, 2007<br />

Köhler, M.; Rölke, H.: Web Service Orchestration with Super-Dual Object Nets, In: J. Kleijn; A. Yakovlev<br />

(Hrsg.), International Conference on Application and Theory of Petri Nets 2007, Band 4546 der Reihe<br />

Lecture Notes in Computer Science, 263-280, Springer-Verlag, 2007<br />

Köhler, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Closing the Gap Between Organizational Models and Multi-Agent<br />

System Deployment, In: Multi-Agent Systems and Applications V, Band 4696 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 307-309, Springer-Verlag, 2007<br />

Köhler, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Petri Net-Based Specification and Deployment of Organizational<br />

Models, In: Moldt et al., editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software<br />

Engineering (PNSE'07), 67-81<br />

Schleinzer, B.: Flexible; hierarchische Multiagentensysteme - Modellierung und prototypische Erweiterung<br />

von Mulan und Capa, Diplomarbeit, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, Vogt-Kölln Str. 30,<br />

D-22527 <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Simmendinger, F.; Cabac, L.; Duvigneau, M.; Knaak, N.: Controlling OSGi Bundles with Petri Nets, In:<br />

Moldt et al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software Engineering<br />

(PNSE'07), 220-225<br />

Cabac, L.; Dirkner, R.; Rölke, H.: Modelling Service Dependencies for the Analysis and Design of Multi-<br />

Agent Applications, In: Moldt, D.; editors, Proceedings of the Fourth International Workshop on<br />

Modelling of Objects, Components, and Agents. MOCA'06, 291-298<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Rölke, H.: Applying Multi-agent Concepts to Dynamic Plug-in<br />

Architectures, In: J. Mueller; F. Zambonelli (Hrsg.), Agent-Oriented Software Engineering VI: 6th<br />

International Workshop, AOSE 2005, Utrecht, Netherlands, July 21, 2005. Revised Selected Papers,<br />

Band 3950 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 190-204, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg,<br />

New York, 2006<br />

Cabac, L.; Duvigneau, M.; Rölke, H.: Net Components Revisited, In: Moldt, D.; editors, Proceedings of the<br />

Fourth International Workshop on Modelling of Objects, Components, and Agents. MOCA'06, 87-102<br />

Cabac, L.; Knaak, N.; Moldt, D.: Net Components for the modeling of Process Mining Chains, In: Moldt, D.;<br />

editors, Proceedings of the 13th Workshop Application and Tools for Petri Nets. AWPN'06


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Cabac, L.; Knaak, N.; Moldt, D.; Rölke, H.: Analysis of Multi-Agent Interactions with Process Mining<br />

Techniques, In: Multiagent System Technologies. 4th German Conference, MATES 2006 Erfurt,<br />

Germany. Proceedings, Band 4196 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 12-23, Springer-<br />

Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006<br />

Dirkner, R.: Roundtrip-Engineering im PAOSE-Ansatz, Diplomarbeit, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department<br />

<strong>Informatik</strong>, Vogt-Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, 2006<br />

Köhler, M.; Farwer, B.: Modelling Global and Local Name Spaces for Mobile Agents Using Object Nets,<br />

Fundamenta Informaticae, Band 72(1-3):109-122, 2006<br />

Köhler, M.; Valk, R.: Theoriebewertung und Modellerstellung: ein Erfahrungsbericht, In: R. Valk (Hrsg.),<br />

Ordnungsbildung und Erkenntnisprozesse, <strong>Hamburg</strong> University Press, 2006<br />

Reese, C.; Markwardt, K.; Offermann, S.; Moldt, D.: Distributed Business Processes in Open Agent<br />

Environments, In: Y. Manolopoulos; J. Filipe; P. Constantopoulos; J. Cordeiro (Hrsg.), ICEIS 2006 -<br />

Proceedings of the Eighth International Conference on Enterprise Information Systems: Databases and<br />

Information Systems Integration, Paphos, Cyprus, May 2006, 81-86, 2006<br />

Reese, C.; Offermann, S.; Moldt, D.: Architektur für verteilte, agentenbasierte Workflows, In: M. Schoop; C.<br />

Huemer; M. Rebstock; M. Bichler (Hrsg.), Service-oriented Electronic Commerce im Rahmen der<br />

Multikonferenz Wirtschaftsinformatik 2006 (MKWI 2006), Band P-80 der Reihe Lecture Notes in<br />

Informatics (LNI) - Proceedings, 73-87, Gesellschaft für <strong>Informatik</strong>, Köllen Druck+Verlag GmbH, Bonn,<br />

2006<br />

2.5 Sprache, Schrift und Zeit<br />

Kudlek, Manfred, Prof. Dr.; Beyene, Berhanu (Doktorand); Kummer, Olaf, Dr. (ehemaliger<br />

wissenschaftlicher Mitarbeiter)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 1987<br />

Projektbeschreibung:<br />

Es werden Metafont- und TeX-Systeme für nichtlateinische Schriften entwickelt, in enger Anlehnung an<br />

wissenschaftliche Transskriptionsmethoden. Für die kyrillische Schrift wurde ein System entwickelt, welches<br />

für alle Sprachen mit dieser Schrift - etwa 40 aus verschiedenen Sprachfamilien - verwendet werden kann.<br />

2000 wurde vor allem das vorhandene TeX-Paket für die äthiopische Schrift weiterentwickelt. Eine<br />

Anpassung an die TeX-Weiterentwicklung Omega wurde vorgenommen und fehlende Zeichen ergänzt, um<br />

auch alle verwandten Zeichen bereitzustellen, die in den zu unterstützenden Sprachen (Amharisch, Tigre,<br />

Tigrinya, Oromo etc.) vorkommen. Das Paket ist jetzt Teil der Debian-Linux-Distribution und des Babel-<br />

Paketes für Latex auf dem Dante-Server. Es wird weiterhin gepflegt. Kalender und Chronologie sind eine<br />

wichtige kulturelle Errungenschaft und gehören im weiteren Sinne zur Geschichte der <strong>Informatik</strong>. Die<br />

Kalendersysteme wurden nach astronomischen Kriterien charakterisiert. Für die meisten höheren Kulturen<br />

(Ägypten, Mesopotamien, Iran, Indien, Indonesien, Mesoamerika, Europa, Islam) wurden diese untersucht.<br />

Dies geschah auch für China, Thailand und Kambodscha. Speziell wurden die bis zu 100 verschiedenen<br />

offiziellen Chinesischen Systeme untersucht. Zur Umrechnung wurden Korrelationsalgorithmen entwickelt.<br />

Weitere, weniger bekannte Systeme wie in Myanmar und Afrika sollen ebenfalls untersucht werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Metafont; TEX; Schriftsysteme; Kalendersysteme; Chronologie<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Kudlek, M.: Sistemas de Contar en Lenguas Indigenas de Latinoamerica, Ketzalcalli 2007-2, 101-124, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.: The Jawanese and Balinese Calendar System, In: Wolfschmidt, G. (Hrsg.), Algorismus 59:<br />

Festschrift zum 65. Geburtstag von Karin Reich, 81-86, 2006<br />

Kudlek, M.: A Formal Model of Personal Pronouns, Ketzalcalli 2006-1, 111-128, 2006<br />

2.6 Sprach-, Automaten- und Komplexitätstheorie<br />

Jantzen, Matthias, Prof. Dr.; Kudlek, Manfred, Prof. Dr.; Farwer, Berndt, Dr. (ehemaliger wissenschaftlicher<br />

Mitarbeiter); Rölke, Heiko, Dr. (ehemaliger wissenschaftlicher Mitarbeiter); Heitmann, Frank; Totzke,<br />

Patrick (Student); Zetzsche, Georg (Student)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1975<br />

119


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Projektbeschreibung:<br />

120<br />

Die Theorie der formalen Sprachen und die Automatentheorie sind ein wichtiges Werkzeug der Berechenbarkeits-<br />

und der Komplexitätstheorie. Sie helfen uns, besser zu verstehen, welche Möglichkeiten verschiedene<br />

Modelle für Berechenbarkeit haben und welchen Grenzen sie unterliegen. In der Komplexitätstheorie werden<br />

ganze Klassen von Problemen, die von den verschiedenen Berechenbarkeitsmodellen gelöst werden können,<br />

bzgl. verschiedener Ressourcen untersucht, wobei insbesondere die Beziehungen zwischen diesen Klassen<br />

von Interesse sind. In unterschiedlichen Teilprojekten wurden und werden am Arbeitsbereich TGI die<br />

unterschiedlichsten Formalismen untersucht und zur Lösung verschiedenster Fragestellungen genutzt. Dazu<br />

gehören u.a. Struktureigenschaften formaler Sprachen, Petrinetz- und Multiset-Sprachen, universelle<br />

Maschinen, nebenläufige Automatenmodelle und Quantenrechner. Die Modellierungsstärke von parallelen<br />

Systemen wurde an Hand von Petrinetzen und durch Sprachklassenvergleiche studiert. Neue Sprachfamilien<br />

ergaben sich durch Variationen des streng parallelen Schaltens mehrerer Transitionen. Um die (Abschluss-)<br />

Eigenschaften von speziellen Multiset-Sprachen genauer zu beschreiben, wurden unterschiedliche<br />

Automatenmodelle eingeführt und auf ihre Ausdrucksmächtigkeit und alternativen Charakterisierungen<br />

untersucht. In der Komplexitätstheorie werden aktuell die Boolesche und die polynomielle Hierarchie<br />

genauer untersucht. Speziell werden Probleme auf Graphen betrachtet.<br />

Schlagwörter:<br />

Sprachtheorie, Petrinetz-Sprachen, Multiset-Sprachen, Step Sequence, Automatentheorie, Berechenbarkeitstheorie,<br />

universelle Maschinen, nebenläufige Automatenmodelle, Quantenrechner, Komplexitätstheorie,<br />

Boolesche Hierarchie, polynomielle Hierarchie, Graphentheorie<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Farwer, B.; Jantzen, M.; Kudlek, M.; Rölke, H.; Zetzsche, G.: Petri Net Controlled Finite Automata,<br />

Fundamenta Informaticae, Band 85(1-4):111-121, <strong>2008</strong><br />

Heitmann, F.: Steinerbäume im Erreichbarkeitsgraphen von Petrinetzen, Baccalaureatsarbeit, <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, Vogt-Kölln Str. 30, D-22527 <strong>Hamburg</strong>, <strong>2008</strong><br />

Jantzen, M.; Kudlek, M.; Zetzsche, G.: Language Classes Defined by Concurrent Finite Automata,<br />

Fundamenta Informaticae, Band 85(1-4): 267-280, <strong>2008</strong><br />

Jantzen, M.; Zetzsche, G.: Labeled Step Sequences in Petri Nets, In: K. M. van Hee; R. Valk (Hrsg.),<br />

Applications and Theory of Petri Nets, 29th International Conference, PETRI NETS <strong>2008</strong>, Xi'an, China,<br />

June 23-27, <strong>2008</strong>. Proceedings, Band 5062 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 270-287,<br />

Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.: Some Considerations on Universality, In: T. Neary; D. Woods; A. K. Seda; N. Murphy (Hrsg.),<br />

Complexity of Simple Programs, CSP <strong>2008</strong>, Cork, Ireland. Proceedings, 149-156, Cork University Press,<br />

<strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Czaja, L.: Synthesis and Analysis of Net Structures and Transition Graphs, In: H.-D. Burkhard;<br />

L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the Workshop CS&P'<strong>2008</strong>, Band 1, 93-107,<br />

<strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Nagy, B.: Distances of Formal Languages, Pure Mathematics and Applications - PU.MA, Band<br />

17(3-4):349-357, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Totzke, P.; Zetzsche, G.: Multiset Storage Automata, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G.<br />

Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the Workshop CS&P'<strong>2008</strong>, Band 2, 265-277, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Totzke, P.; Zetzsche, G.: Properties of Multiset Language Classes Defined by Multiset Storage<br />

Automata, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the<br />

Workshop CS&P'<strong>2008</strong>, Band 2, 278-288, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Heitmann, F.: On the Expressiveness of Communication Channels for Object Nets, In:<br />

H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the International<br />

Workshop on Concurrency, Specification, and Programming (CS&P <strong>2008</strong>), Band 2, 253-264, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.: Some Considerations on Universality, In: T. Neary; D. Woods; A. K. Seda; N. Murphy (Hrsg.),<br />

Complexity of Simple Programs, CSP <strong>2008</strong>, Cork, Ireland. Proceedings, 149-156, Cork University Press,<br />

<strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Czaja, L.: Synthesis and Analysis of Net Structures and Transition Graphs, In: H.-D. Burkhard;<br />

L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the International Workshop on<br />

Concurrency, Specification, and Programming (CS&P <strong>2008</strong>), Band 1, 93-107, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Nagy, B.: Distances of Formal Languages, Pure Mathematics and Applications - PU.MA, Band<br />

17(3-4), 349-357, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Totzke, P.; Zetzsche, G.: Multiset Storage Automata, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G.<br />

Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the International Workshop on Concurrency,<br />

Specification, and Programming (CS&P <strong>2008</strong>), Band 2, 265-277, <strong>2008</strong>


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Kudlek, M.; Totzke, P.; Zetzsche, G.: Properties of Multiset Language Classes Defined by Multiset Storage<br />

Automata, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the<br />

International Workshop on Concurrency, Specification, and Programming (CS&P <strong>2008</strong>), Band 2, 278-<br />

288, <strong>2008</strong><br />

Dietze, R.; Kudlek, M.; Kummer, O.: Decidabilty Problems of a Basic Class of Object Nets, Fundamenta<br />

Informaticae, Band 79 (3-4), 295-302, 2007<br />

Farwer, B.; Jantzen, M.; Kudlek, M.; Rölke, H.; Zetzsche, G.: On Concurrent Finite Automata, In: L. Czaja<br />

(Hrsg.), Proceedings of CS&P 2007, Band 1, 180-190, 2007<br />

Farwer, B.; Kudlek, M.; Rölke, H.: Concurrent Turing Machines, Fundamenta Informaticae, Band 79 (3-4):<br />

303-317, 2007<br />

Jantzen, M.; Kudlek, M.; Zetzsche, G.: On Languages Accepted by Concurrent Finite Automata, In: L. Czaja<br />

(Hrsg.), Proceedings of CS&P 2007, Band 2, 321-332, 2007<br />

Jantzen, M.; Kudlek, M.; Zetzsche, G.: Concurrent Finite Automata, In: Droste, M.; Lohrey, M. (Hrsg.),<br />

Tagungsband 17. Theorietag Automaten und Formale Sprachen, 84-88, 2007<br />

Köhler, M.; Kudlek, M.: Zero-safe Nets with Debit Tokens, In: L. Czaja (Hrsg.), Proceedings of the<br />

Workshop CS&P 2007, Band 2, 364-375, 2007<br />

Kudlek, M.: On Semilinear Sets over Commutative Semirings, Fundamenta Informaticae, Band 79 (3-4),<br />

447-452, 2007<br />

Kudlek, M: Some Remarks on Quantum Automata, IJCFS, Band 18, Nummer 6, 1283-1292, 2007<br />

Dietze R.; Kudlek, M.: Subclasses of Minimal Based Object Nets with Decidable Reachability Problem,<br />

Proc. AWPN’2006, In: D. Moldt (Hrsg.), FBI-Bericht 267/06, p 32-36, 2006<br />

Dietze, R.; Kudlek, M.; Kummer, O.: On Decidability Problems of a Basic Class of Object Nets, In: G.<br />

Lindemann, H. Schlinghoff, H.-D. Burkhard, L. Czaja, W. Penczek, A. Salwicky, A. Skowron, Z Suraj<br />

(Hrsg.), Proceedings of CS&P 2006, Humboldt-<strong>Universität</strong> zu Berlin, <strong>Informatik</strong>-Bericht Nr. 206, Band<br />

3, Programming, 38-46, 2006<br />

Dietze, R.; Kudlek, M.; Kummer, O.: On Decidability Problems of a Basic Class of Object Nets, FBI-Bericht<br />

270/06, 11 p., 2006<br />

Farwer, B.; Kudlek, M.; and Rölke, H.: Petri-Net-Controlled Machine Models, FBI-HH-B-274/06, 16 p.,<br />

2006<br />

Farwer, B.; Kudlek, M.; Rölke, H.: Concurrent Turing Machines as Rewrite Tools. In: G. Lindemann, H.<br />

Schlingloff, H.-D. Burkhard, L. Czaja, W. Penczek, A. Salwicky, A. Skowron, Z Suraj (Hrsg.),<br />

Proceedings of CS&P 2006, Humboldt-<strong>Universität</strong> zu Berlin, <strong>Informatik</strong>-Bericht Nr. 206, Band 3,<br />

Programming, 352-363, 2006<br />

Kudlek, M.: Iteration Lemmata for Rational, Linear, and Algebraic Languages over Algebraic Structures<br />

with Several Binary Operations. In: K.G. Subramanian, K. Rangarajan, M. Mukund (Hrsg.), Formal<br />

Models, Languages and Applications, 226-234, World Scientific, 2006<br />

Kudlek, M.: On Quantum Vector Addition Systems, Fundamenta Informaticae, Band 72 (1-3), IOS Press,<br />

255-261, 2006<br />

Kudlek, M.: Semilinear Sets over Commutative Semirings. In: G. Lindemann, H. Schlinghoff, H.-D.<br />

Burkhard, L. Czaja, W. Penczek, A. Salwicky, A. Skowron, Z Suraj (Hrsg.), Proceedings of CS&P 2006,<br />

Humboldt-<strong>Universität</strong> zu Berlin, <strong>Informatik</strong>-Bericht Nr. 206, Vol. 3, Programming, 418-423, 2006<br />

Kudlek, M.: Hamblin’s 15 Tense Theorem, FBI-Bericht 269/06, 9 p., 2006<br />

Kudlek, M.; Dömösi, P.: A Homomorphic Chracterization of Recursively Enumerable Languages, FBI-HH-<br />

B-268/06, 19 p., 2006<br />

Drittmittelprojekte<br />

Dirigismus und symbolische Politik (DISPO)<br />

v. Lüde, Rolf, Prof. Dr.; Langer, Roman, Dr.; Hüther, Otto alle Institut für Soziologie; Valk, Rüdiger, Prof.<br />

Dr.; Dr.; Moldt, Daniel, Dr.; Köhler-Bußmeier, Michael, Dr.; Rölke, Heiko, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

1/2004 bis 2/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Projekt DISPO widmet sich der Erforschung emergenter / strukturdynamischer Systeme. Besondere<br />

Beachtung finden derartige Prozesse sowohl im Hinblick auf den Mikro-Makro-Dualismus in der Soziologie<br />

als auch der Skalierungsfrage in Multi-Agentensystemen. Die sozionische Forschungsfrage richtet sich<br />

deshalb auf die Grundmuster des handelnden Zusammenwirkens mehrerer Akteure / Agenten, den daraus<br />

121


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

122<br />

hervorgehenden strukturellen Effekten im Sinne einer neuen Systemqualität (Emergenz) sowie deren<br />

rekursiver Wirkung mit dem oder den handelnden Akteuren / Agenten. Diese allgemeine Forschungsfrage<br />

wird vor dem Hintergrund von dirigistischer vs. symbolischer Politik als Steuerungsmechanismen<br />

universitärer Entscheidungsprozesse konkretisiert. Praktisches Anwendungsfeld sind Governancestrukturen<br />

von <strong>Universität</strong>en vor dem Hintergrund sich ändernder Hochschulgesetze sowie neuer interner und externer<br />

Steuerungsgremien. DISPO ist ein Folgeprojekt von ASKO: "Agieren in sozialen Kontexten - ein<br />

sozionischer Ansatz zur Modellerstellung und Theoriebewertung"<br />

Schlagwörter:<br />

Systeme, emergent, dynamisch; Petrinetz; Soziologie; Sozionik; Dualismus, mikro, makro; Agent;<br />

Entscheidungsprozess, Nebenläufigkeit; Petrinetze; Netze-in-Netzen; Objektnetze; Verifikation; Strukturelle<br />

Analyse; RENEW<br />

Publikationen aus dem Projekt<br />

Köhler-Bußmeier, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Automatic Generation of Distributed Team Formation<br />

Algorithms from Organizational Models, In: J. Hübner; O. Boissier (Hrsg.), Workshop on Coordination,<br />

Organizations, Institutions, and Norms in Agent Systems, COIN'08, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Langer, R.: Agentensysteme als reflexive, soziale Praxisformen, Mitteilung 340 der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>2008</strong><br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: Modelling Multi-Agent Systems with Organizations in Mind, In: Moldt<br />

et al. , editors, Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and<br />

Validation of Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>,<br />

Barcelona, Spain, June <strong>2008</strong>, 81-90<br />

Köhler, M.; Langer, R.; von Lüde, R.; Moldt, D.; Rölke, H.; Valk, R.: Socionic Multi-Agent Systems Based<br />

on Reflexive Petri Nets and Theories of Social Self-Organisation, Journal of Artificial Societies and<br />

Social Simulation, Band 10(1), 2007<br />

Köhler, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Petri Net-Based Specification and Deployment of Organizational<br />

Models, In: Moldt et al. , editors, Proceedings of the International Workshop on Petri Nets and Software<br />

Engineering (PNSE'07), 67-81<br />

Köhler, M.; Valk, R.: Theoriebewertung und Modellerstellung: ein Erfahrungsbericht, In: R. Valk (Hrsg.),<br />

Ordnungsbildung und Erkenntnisprozesse, <strong>Hamburg</strong> University Press, 2006<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DFG<br />

Laufzeit der Förderung: 10/2003 bis 3/2007, im Berichtsjahr wurde eine Monographie als<br />

Abschlussbericht fertig stellt, erscheint 2009 im LIT-Verlag<br />

Sachmittel: <strong>Informatik</strong> und Soziologie: je 2 stud. Hilfskräfte über 24 Monate,<br />

18.500 € Sachmittel und Publikationskosten<br />

Personalmittel: <strong>Informatik</strong> und Soziologie: je 2 halbe BAT IIa über 24 Monate<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Cabac, L.; Denz, N.: Net Components for the Integration of Process Mining into Agent-Oriented Software<br />

Engineering, Transactions on Petri Nets and Other Models of Concurrency I (ToPNoC), Band 5100:86-<br />

103, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Dirkner, R.; Moldt, D.: Modeling with Service Dependency Diagrams, In: Moldt et al. (Hrsg.),<br />

Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and Validation of<br />

Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>, Barcelona, Spain,<br />

June <strong>2008</strong>, 109-118<br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Duvigneau, M.; Moldt, D.; Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.: Agent Models for<br />

Concurrent Software Systems, In: R. Bergmann; G. Lindemann (Hrsg.), Proceedings of the Sixth German<br />

Conference on Multiagent System Technologies, MATES'08, Band 5244 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 37-48, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Dörges, T.; Rölke, H.: A Monitoring Toolset for Petri Net-based Agent-oriented Software<br />

Engineering, In: R. Valk; K. M. van Hee (Hrsg.), 29th International Conference on Application and<br />

Theory of Petri Nets, Xi'an, China, Band 5062 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 399-408,<br />

Springer-Verlag, <strong>2008</strong><br />

Cabac, L.; Moldt, D.; Schlüter, J.: Adding Runtime Net Manipulation Features to MulanViewer, In: 15.<br />

Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze, AWPN'08, 87-92, <strong>Universität</strong> Rostock, <strong>2008</strong>


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Cabac, L.; Schlüter, J.: ImageNetDiff: A Visual Aid to Support the Discovery of Differences in Petri Nets,<br />

In: 15. Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze, AWPN'08, <strong>Universität</strong> Rostock, p 93-98,<br />

<strong>2008</strong><br />

Farwer, B.; Jantzen, M.; Kudlek, M.; Rölke, H.; Zetzsche, G.: Petri Net Controlled Finite Automata,<br />

Fundamenta Informaticae, Band 85(1-4):111-121, <strong>2008</strong><br />

Horvath, V.; Dörges, T.: From security patterns to implementation using Petri nets, In: B. D. Win; S.-W. Lee;<br />

M. Monga (Hrsg.), Proceedings of the Fourth International Workshop on Software Engineering for<br />

Secure Systems, SESS <strong>2008</strong>, Leipzig, Germany, May 17-18, <strong>2008</strong>, 17-24, ACM, <strong>2008</strong><br />

Jantzen, M.; Kudlek, M.; Zetzsche, G.: Language Classes Defined by Concurrent Finite Automata,<br />

Fundamenta Informaticae, Band 85(1-4):267-280, <strong>2008</strong><br />

Jantzen, M.; Zetzsche, G.: Labeled Step Sequences in Petri Nets, In: K. M. van Hee; R. Valk (Hrsg.),<br />

Applications and Theory of Petri Nets, 29th International Conference, PETRI NETS <strong>2008</strong>, Xi'an, China,<br />

June 23-27, <strong>2008</strong>. Proceedings, Band 5062 der Reihe Lecture Notes in Computer Science, 270-287,<br />

Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.: Sistemas de Contar en las Lenguas Indígenas de Latinoamérica, Ketzalcalli, (2007-2):101-124,<br />

<strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.: Some Considerations on Universality, In: T. Neary; D. Woods; A. K. Seda; N. Murphy (Hrsg.),<br />

Complexity of Simple Programs, CSP <strong>2008</strong>, Cork, Ireland. Proceedings, 149-156, Cork University Press,<br />

<strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Czaja, L.: Synthesis and Analysis of Net Structures and Transition Graphs, In: H.-D. Burkhard;<br />

L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the Workshop CS&P'<strong>2008</strong>, Band 1, 93-107,<br />

<strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Nagy, B.: Distances of Formal Languages, Pure Mathematics and Applications - PU.MA, Band<br />

17(3-4):349-357, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Totzke, P.; Zetzsche, G.: Multiset Storage Automata, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G.<br />

Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the Workshop CS&P'<strong>2008</strong>, Band 2, 265-277, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, M.; Totzke, P.; Zetzsche, G.: Properties of Multiset Language Classes Defined by Multiset Storage<br />

Automata, In: H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the<br />

Workshop CS&P'<strong>2008</strong>, Band 2, 278-288, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Heitmann, F.: On the Expressiveness of Communication Channels for Object Nets, In:<br />

H.-D. Burkhard; L. Czaja; G. Lindemann; A. Skowron (Hrsg.), Proceedings of the International<br />

Workshop on Concurrency, Specification, and Programming (CS&P <strong>2008</strong>), Band 2, 253-264, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Kudlek, M.: Linear Properties of Zero-Safe Nets with Debit Tokens, Fundamenta<br />

Informaticae, Band 85(1-4):329-342, <strong>2008</strong><br />

Köhler-Bußmeier, M.; Wester-Ebbinghaus, M.: Automatic Generation of Distributed Team Formation<br />

Algorithms from Organizational Models, In: J. Hübner; O. Boissier (Hrsg.), Workshop on Coordination,<br />

Organizations, Institutions, and Norms in Agent Systems, COIN'08, <strong>2008</strong><br />

Moldt, D.; Ultes-Nitsche, U.; Augusto, J. C. (Hrsg.): Proceedings of the 6th International Workshop on<br />

Modelling, Simulation, Verification and Validation of Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>,<br />

In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>, Barcelona, Spain, June <strong>2008</strong>, INSTICC PRESS, <strong>2008</strong><br />

Petri, C. A.; Reisig, W.: Petri Nets, Available at: http://www.scholarpedia.org/article/Petri_net, <strong>2008</strong>. Online;<br />

accessed 27.04.<strong>2008</strong><br />

Reese, C.; Wester-Ebbinghaus, M.; Dörges, T.; Cabac, L.; Moldt, D.: Introducing a Process Infrastructure for<br />

Agent Systems, In: M. Dastani; A. El Fallah; J. a. Leite; P. Torroni (Hrsg.), LADS'007 Languages,<br />

Methodologies and Development Tools for Multi-Agent Systems, Band 5118 der Reihe Lecture Notes in<br />

Artificial Intelligence, 225-242, <strong>2008</strong>. Revised Selected and Invited Papers<br />

Schleinzer, B.; Cabac, L.; Moldt, D.; Duvigneau, M.: From Agents and Plugins to Plugin-Agents, Concepts<br />

for Flexible Architectures, In: New Technologies, Mobility and Security, <strong>2008</strong>. International Conference,<br />

NTMS '08, Tangier, Morocco. Electronical proceedings, 1-5, IEEE Xplore, <strong>2008</strong><br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Köhler-Bußmeier, M.; Moldt, D.: From Multi-Agent to Multi-Organization<br />

Systems: Utilizing Middleware Approaches, In: A. Artikis; G. Picard; L. Vercouter (Hrsg.), International<br />

Workshop Engineering Societies in the Agents World (ESAW 08), <strong>2008</strong><br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: A Janus-Faced Net Component for the Prototyping of Open Systems, In:<br />

AWPN, Band 380 der Reihe CEUR Workshop Proceedings, 25-30, CEUR-WS.org, <strong>2008</strong><br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: Modelling Multi-Agent Systems with Organizations in Mind, In: Moldt<br />

et al. (Hrsg.), Proceedings of the 6th International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and<br />

Validation of Enterprise Information Systems, MSVVEIS-<strong>2008</strong>, In conjunction with ICEIS <strong>2008</strong>,<br />

Barcelona, Spain, June <strong>2008</strong>, 81-90<br />

Wester-Ebbinghaus, M.; Moldt, D.: Structure in Threes: Modelling Organization-Oriented Software<br />

Architectures Built Upon Multi-Agent Systems, In: L. Padgham; D. C. Parkes; J. Müller; S. Parsons<br />

(Hrsg.), 7th International Joint Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS<br />

<strong>2008</strong>), Estoril, Portugal, May 12-16, <strong>2008</strong>, Volume 3, 1307-1310, IFAAMAS, <strong>2008</strong><br />

123


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

124<br />

Kudlek, Manfred:<br />

22.10.<strong>2008</strong>, Some Remarks on Quantum Formal Systems, Debrecen, ALRT<br />

Moldt, Daniel:<br />

21.11.<strong>2008</strong>, Agents and Organisations: Janus-faced Petri Net Units Modelling Open Systems,<br />

eingeladener Kolloquiumsvortrag, <strong>Universität</strong> Karlsruhe<br />

Valk, Rüdiger:<br />

27.6.<strong>2008</strong>, On the Physical Basics of Information Flow, gehalten als eingeladener Vortrag für C.A. Petri<br />

auf der 29th International Conference on Application and Theory of Petri Nets, Xi’an, China<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Valk, Rüdiger<br />

Vorsitz Programmkomitee 29th International Conference on Application and Theory of Petri Nets,<br />

Xi’an, China<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Valk, Rüdiger<br />

Mitglied, Satzungsausschuss der Fakultät<br />

Vorsitz Habilitationsausschuss<br />

Jantzen, Matthias<br />

Vorsitz aller <strong>Informatik</strong>-Prüfungsausschüsse<br />

Moldt, Daniel<br />

Mitglied, Erweiterter Vorstand des Departments<br />

Mitglied des Promotionsausschusses<br />

Mitglied, Gemeinsame Kommission Wirtschaftsinformatik<br />

Köhler-Bußmeier, Michael<br />

<strong>Informatik</strong>-Prüfungsausschüsse<br />

Strukturkommission<br />

Duvigneau, Michael<br />

IKT-Ausschuss<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Alle TGI-Mitglieder<br />

Gutachten über Arbeiten zur 29th International Conference on Application and Theory of Petri Nets,<br />

Xi’an, China<br />

Gutachten über Arbeiten zur Autonomous Agents and Multi-Agent Systems AAMAS'09, Budapest,<br />

Ungarn<br />

Cabac, Lawrence; Köhler-Bußmeier, Michael; Moldt, Daniel; Wester-Ebbinghaus, Matthias<br />

Gutachten über Arbeiten zum Journal Transactions on Petri Nets and other Formalisms of Concurrency,<br />

ToPNoC<br />

Kudlek, Manfred:<br />

Gutachter für FI, DLT <strong>2008</strong>, CS&P <strong>2008</strong>, ForLing <strong>2008</strong><br />

Moldt, Daniel:<br />

Gutachten für Zeitschriften, DAAD, DFG, NWO<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Köhler-Bußmeier, Michael:<br />

Co-Chair von: International Workshop on Logics for Agents and Mobility at the European Summer<br />

School in Logic, Language, and Information (ESSLLI), <strong>Hamburg</strong>, Germany, August 4-15, <strong>2008</strong><br />

Kudlek, Manfred:<br />

Programm Komitee für ForLing <strong>2008</strong>, ALRT<br />

Moldt, Daniel<br />

Co-chair International Workshop on Petri Nets and Distributed Systems, Xi’an, China<br />

Co-chair International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and Validation of EIS,<br />

Barcelona, Spanien<br />

Co-chair Workshop on Multi-Agent Systems as Middleware and Architectures for Business Systems,<br />

München<br />

Co-chair Workshop on International Workshop on Petri Nets Tools and Applications, Marseille, France


AB Theoretische <strong>Informatik</strong> TGI - VIKS<br />

Programmkommitteemitglied: RST <strong>2008</strong>, COIN <strong>2008</strong>, SWIN <strong>2008</strong>, ECMS <strong>2008</strong>, CODS <strong>2008</strong>, CPN<br />

<strong>2008</strong>, WESOA <strong>2008</strong>, AAMAS <strong>2008</strong><br />

Sonstige Aktivitäten<br />

Kudlek, Manfred:<br />

Report on FCT 2007/ACMC 2007/ ForLing 2007, EATCS-Bulletin 95, p 273-277, <strong>2008</strong><br />

Report on CS&P 2007, EATCS-Bulletin 94, p 238-239, <strong>2008</strong><br />

Report on MFSP <strong>2008</strong> and ICE’08, EATCS-Bulletin 96, p 141-142, <strong>2008</strong><br />

Report on ICALP <strong>2008</strong>, EATCS-Bulletin 96, p 131-140, <strong>2008</strong><br />

Report on QPL’08/DCM’08, EATCS-Bulletin 96, p 143-144, <strong>2008</strong><br />

125


VIKS - TGI <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

126


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

Arbeitsgruppe<br />

Telekommunikation und Rechnernetze (TKRN)<br />

Vogt-Kölln-Straße 30, Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2424/2422, FAX: +49 40 428 83-2345<br />

http://www.informatik.uni-hamburg.de/TKRN<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der <strong>Fachbereich</strong>seinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Bernd E. Wolfinger (Leiter)<br />

DozentInnen:<br />

Dr. Martin Lehmann<br />

AssistentInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inform. Stephan Heckmüller; Priv.-Doz. Dr. Klaus-Dieter Heidtmann; Dipl.-Inform. Andrey Kolesnikov<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Katrin Köster, Margit Wichmann (Vertretung), Sekretariat<br />

GastwissenschaftlerInnen:<br />

M. Sc. Junyu Lai (VR China, Doktorand, seit 1. Oktober <strong>2008</strong>), Dr. Jürgen Wolf<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Die Arbeitsgruppe Telekommunikation und Rechnernetze arbeitet an Fragestellungen zu Netzarchitekturen,<br />

der Konzipierung und effizienten Realisierung innovativer Protokolle (“Protocol Engineering“) sowie der<br />

Leistungs-/Zuverlässigkeitsanalyse, der Verkehrscharakterisierung bzw. -beeinflussung (“Traffic Engineering“)<br />

und dem Dienstgüte (QoS)-Management für Kommunikations- und Rechnernetze. Der Bereich der betrachteten<br />

Kommunikations- und Rechensysteme umfasst in erster Linie heterogene, sowohl lokale, regionale<br />

als auch globale Rechnernetze (u.a. Internet, Mobilnetze) und reicht bis hin zu innovativen Rechnerarchitekturen<br />

(u.a. Parallelrechner). Die methodischen Grundlagen der Forschungsaktivitäten betreffen insbesondere<br />

Verfahren zur mathematisch-analytischen und simulativen Bewertung von Rechnernetzen und den<br />

durch sie bereitgestellten anwendungsorientierten Diensten, Verfahren zur Parallelisierung und zur effizienten<br />

Implementierung von Kommunikationssoftware sowie die Entwicklung und den Einsatz von Mess-,<br />

Lastgenerierungs-, Lasttransformations- und Netzemulationswerkzeugen. Die Entwurfs-, Analyse- und Optimierungsverfahren<br />

werden erprobt und weiterentwickelt bei der prototypischen Realisierung von Hochleistungsnetzen<br />

und von IP-basierten Rechnernetzen mit realzeitorientierten Kommunikationsdiensten sowie deren<br />

Nutzung zur Unterstützung verteilter multimedialer Anwendungen (insbesondere im Anwendungskontext<br />

E-Learning / Telelearning) mit Fokus auf qualitativ hochwertiger Audio-/Video- und Mobilkommunikation.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der Arbeitsgruppe Telekommunikation und Rechnernetze werden<br />

einerseits im Rahmen von Kooperationsprojekten und andererseits im Rahmen von Mitarbeiter-/ Gastforscher-/Studenten-Projekten<br />

(u.a. Diplom-, Master- und Doktorarbeiten) durchgeführt. Auf folgende Forschungsschwerpunkte<br />

hat sich unsere Arbeit im Berichtszeitraum konzentriert:<br />

Medien- und Echtzeitkommunikation im Internet und in Mobilnetzen<br />

(Koordinatoren: Prof. Dr. B. E. Wolfinger, PD Dr. K.-D. Heidtmann)<br />

Die Verfügbarkeit hochleistungsfähiger Kommunikationssysteme gestattet inzwischen die Realisierung verteilter<br />

multimedialer Anwendungen in heutigen (in der Regel IP-basierten) Rechnernetzen. Allerdings führt<br />

eine qualitativ hochwertige Bewegtbild- und/ oder Audioübertragung in Echtzeit noch häufig zu erheblichen<br />

Leistungsengpässen in nicht-realzeitorientierten oder leistungsschwachen Kommunikationsnetzen bzw. in<br />

den als Endsysteme benutzten PCs, Notebooks, Laptops, etc. In diesem Forschungsschwerpunkt wird daher<br />

versucht, einerseits durch vereinfachte Protokolle („light-weight protocols“) und effiziente Implementierungstechniken<br />

sowie andererseits durch Einsatz von Fehlertoleranzmechanismen (wie Vorwärtsfehlerkon-<br />

127


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

128<br />

trolle) und durch adaptive Audio-/Videocodierung, die für multimediale Anwendungen geforderte Dienstgüte<br />

bzw. Dienstqualität („Quality of Service“ − QoS) zu garantieren. Die dazu notwendige rechnerübergreifende<br />

Verwaltung der Rechnernetzressourcen soll dabei ebenfalls unterstützt werden. Die prototypische Realisierung<br />

entsprechender (modellbasierter) QoS-Managementsysteme zum einen für dienstintegrierte Kommunikationsnetze<br />

ohne a priori bereitgestellte QoS-Mechanismen (z.B. Lokale Netze der Ethernet-Familie), zum<br />

anderen für IP-basierte Netze (Internets und Intranets) mit „best effort“-Diensterbringung sowie überdies für<br />

Netze mit Mobilkommunikation (z.B. WLANs) steht in diesem Forschungsschwerpunkt im Zentrum des Interesses<br />

(vgl. hierzu auch begleitende konzeptionelle und stärker methodisch orientierte Arbeiten im Schwerpunkt<br />

„Netz-/QoS-Management, Modellierung und Messungen, Traffic Engineering“).<br />

Überdies werden die Möglichkeiten eines Einsatzes der Mobilkommunikation (insbesondere über WLANs)<br />

in Verbindung mit Notebooks als Endsystemen für eine innovative <strong>Informatik</strong>lehre untersucht, z.B. im Rahmen<br />

universitätsübergreifender Kooperation studentischer Arbeitsgruppen im Hinblick auf ein synchrones<br />

verteiltes (Zusammen-)Arbeiten zwischen Studierenden.<br />

Netz-/QoS-Management, Modellierung und Messungen, “Traffic Engineering“<br />

(Koordinatoren: Prof. Dr. B. E. Wolfinger, PD Dr. K.-D. Heidtmann)<br />

Kommunikationssysteme sind, insbesondere im multimedialen Kontext, einem zunehmend breiteren Anforderungsprofil<br />

ausgesetzt. Neben diskreten sollen auch kontinuierliche Medien unterstützt werden, wobei applikations-<br />

und benutzerspezifische Anforderungen an die zu erbringende Dienstgüte zu erfüllen sind. Traditionelle<br />

Netzdienste, wie sie beispielsweise im Internet und in manchen Mobilnetzen vorzufinden sind, sind<br />

in der Regel nicht in der Lage, Dienstqualitäten zu garantieren und multimediale Anwendungen hinreichend<br />

zu unterstützen. Das Transportsystem und die Anwendung selbst haben in solchen Netzen Vorkehrungen zu<br />

treffen, um die unzureichenden Eigenschaften der Netzdienste zu kompensieren.<br />

Vor diesem Hintergrund streben wir die Entwicklung von Leistungsmodellen an, welche in der Lage sind,<br />

Komponenten innerhalb der Protokollarchitektur sowie Beziehungen zwischen diesen, analytisch oder simulativ<br />

zu modellieren. Zentral hierbei sind auf der einen Seite die durch die Anwendungen induzierten Lasten,<br />

sowohl an anwendungs- als auch an netznahen Schnittstellen, die Charakteristika der Kommunikationsbeziehung<br />

und der Einfluss der Last auf die Güte der Kommunikationsbeziehung. Auf der anderen Seite gilt es,<br />

Zuverlässigkeits- und Fehlermodelle für die multimedialen Dienste zu entwickeln, um so Auswirkungen von<br />

Fehlern auf die Anwendung abschätzen zu können, und auf Basis dieser Modelle Stabilisierungs- und Fehlertoleranzmaßnahmen<br />

ergreifen zu können.<br />

Im Bereich des ’Traffic Engineering’ liegt der Fokus der Forschung auf der Entwicklung und dem Einsatz<br />

formaler Lastbeschreibungstechniken sowie der Realisierung möglichst breit einsetzbarer (geographisch verteilter)<br />

Lastgeneratoren zur Erzeugung synthetischer Lasten an unterschiedlichen (Dienst-) Schnittstellen eines<br />

Rechnernetzes. Überdies werden Lasttransformatoren zur Umsetzung von Primärlasten in Rechnernetzen<br />

(z.B. zu übertragende Videoströme) in daraus resultierende Sekundärlasten (z.B. IP- oder ATM-Lasten) realisiert.<br />

Multimediale E-Learning-Werkzeuge zur Vermittlung von Methodenwissen und zur Erhöhung der Praxisrelevanz<br />

der Ausbildung in den Bereichen des ’Traffic Engineering’ sowie der Modellierung von Rechnernetzen<br />

werden entwickelt und ihr Einsatz in der universitären <strong>Informatik</strong>lehre evaluiert.<br />

Des weiteren beziehen sich die Forschungsaktivitäten auf die prototypische Realisierung flexibel einsetzbarer<br />

Netzemulatoren, die sich über Standardschnittstellen, wie UDP- oder TCP/IP-Dienstschnittstellen, in den<br />

Kommunikationspfad einer verteilten Anwendung integrieren lassen und die das Paketverzögerungs- und<br />

Verlustverhalten eines Netzes aus anwendungsspezifischer Sicht realitätsnah nachbilden.<br />

Parallelverarbeitung und Parallelprogrammierung<br />

(Koordinator: Dr. M. Lehmann)<br />

Um die zeitlichen Limitationen sequentieller Verarbeitung zu entschärfen, werden in diesem Schwerpunkt<br />

Sprachen für Parallelprogrammierung sowie die Möglichkeiten und Grenzen der Parallelverarbeitung von<br />

Algorithmen studiert. Eine Parallelisierung wird dabei insbesondere angestrebt für Kommunikationssoftware<br />

in Hochgeschwindigkeitsnetzen, für Algorithmen zur verteilten Netzemulation und zur Echtzeitsimulation<br />

von Kommunikationsnetzen, für die Auftragsbearbeitung in Parallelrechnern und lokalen Netzen („Load balancing“)<br />

sowie für verteilte Lastgeneratoren in Rechnernetzen. Die Resultate der entsprechenden FuE-Aktivitäten<br />

zur Parallelisierung von Kommunikationsabläufen sollen in erster Linie in dem Schwerpunkt „Medien-<br />

und Echtzeitkommunikation im Internet und in Mobilnetzen“ Berücksichtigung finden.


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• HanseNet Telekommunikation GmbH, <strong>Hamburg</strong> (gemeinsame Betreuung von Diplomarbeiten)<br />

• IBM Deutschland Entwicklung GmbH, Böblingen (gemeinsame Betreuung von Diplomarbeiten)<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• <strong>Universität</strong> Rostock (gemeinsame Teleseminarveranstaltungen, Kooperation im Rahmen lfd. Promotionsverfahren,<br />

Lizenzvertrag zur Bereitstellung von eLearning-Werkzeugen seitens TKRN)<br />

• <strong>Universität</strong> Tübingen (Durchführung eines gemeinsamen DFG-Drittmittelprojektes)<br />

• TU München (Durchführung eines gemeinsamen DFG-Drittmittelprojektes)<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• LIP6, Université Pierre et Marie Curie, Paris (gemeinsame Publikationen, incl. Zeitschriftenpublikation,<br />

Kooperation im Rahmen lfd. Promotionsverfahren)<br />

• ENST-INFRES, Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications, Paris (Lizenzvertrag zur Bereitstellung<br />

von eLearning-Werkzeugen seitens TKRN)<br />

Ausstattung<br />

Die Arbeitsgruppe TKRN verfügt über vier Notebooks, vier Workstations der Firma Sun, zwei davon von<br />

Sun geschenkt, sowie über mehrere PCs mit Pentium und Core 2 Prozessoren unter den Betriebssystemen<br />

Windows und Linux. Einige PCs dienen den wissenschaftlichen Mitarbeitern als Arbeitsplatzrechner, die anderen<br />

werden im Labor zusammen mit den Workstations u.a. als Endsysteme für die Realisierung realzeitorientierter<br />

Audio-/ Videokommunikation, als Lastgeneratoren (zur Erzeugung zusätzlicher Netzlast), als<br />

Messmonitore sowie zur Modellierung, Simulation und Emulation von Rechnernetzen verwendet. Ferner<br />

werden sie in der Lehre für das ganzjährige Projekt „Mobil- und Echtzeitkommunikation“ sowie für den<br />

praktischen Teil der Übungen zur Vorlesung „Datenkommunikation und Rechnernetze“ genutzt.<br />

Für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Rechnernetzbereich sind folgende lokale Netze bzw. Netzkomponenten<br />

vorhanden: Fast-Ethernet-LAN, WLAN sowie ein ATM-Switch.<br />

Drittmittel<br />

Projekt: LUPUS: Load Transformations and their Usage for Traffic Prediction<br />

and Understanding in Networks with Security Requirements; 11/2007<br />

bis 10/2009<br />

Geldgeber: DFG<br />

Gesamtmittel: Genehmigte Mittel: 1 BAT IIa-Stelle für 24 Monate sowie Mittel für<br />

studentische Hilfskräfte und Reisekosten.<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Arbeitsgruppe<br />

Etatisierte Projekte<br />

2.1 Medien- und Echtzeitkommunikation im Internet und in Mobilnetzen<br />

Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Wolfinger, Bernd, Prof. Dr. (Koordinatoren); Heckmüller, Stephan, Dipl. Inform.;<br />

Lai, Junyu, M. Sc.; Wolf, Jürgen, Dr.<br />

Um die längerfristigen Ziele des Forschungsschwerpunktes „Medien- und Echtzeitkommunikation im Internet<br />

und in Mobilnetzen“ zu erreichen, werden gegenwärtig drei Teilvorhaben in diesem Schwerpunkt verfolgt:<br />

Zum einen beschäftigen wir uns mit der Realisierung „intelligenter“ anwendungsnaher Kommunikationsdienste,<br />

die durch kommunikationsnetzexterne Fehlertoleranzverfahren, wie Einsatz von Vorwärtsfehlerkontrolle<br />

(FEC), und sonstige netzexterne Maßnahmen (z.B. realisiert in dedizierten “Middleware-Komponenten“)<br />

zur Verbesserung der Qualität von Videokommunikationsdiensten versuchen, die Mängel von Kommunikationsnetzen<br />

mit geringer Dienstgüte (QoS) dem Endbenutzer gegenüber zu verbergen (vgl. Teilvorhaben<br />

2.1.1). Zum zweiten bezieht sich unsere Forschung auf die Konzeption von Systemen mit kommunikationsnetzinternen<br />

Managemententscheidungen, um die Dienstgüte im Kommunikationsnetz selbst zu erhöhen<br />

bzw. eine geforderte QoS zu gewährleisten sowie eine effiziente Betriebsmittelnutzung trotz Echtzeitkom-<br />

129


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

130<br />

munikationsanforderungen zu ermöglichen (vgl. Teilvorhaben 2.1.2). Des weiteren werden auch Kombinationen<br />

aus netzexternen und netzinternen Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung bei TV- und Videokommunikation<br />

oder VoIP-basierter Sprachübertragung sowie deren Wechselwirkungen von uns untersucht, wobei als<br />

wichtige und anspruchsvolle zu lösende Teilaufgabe hier die präzise Definition eines aussagekräftigen Momentanzustandes<br />

eines Kommunikationsnetzes (z.B. aktuelles Belastungsniveau, Momentanpaketverlustrate,<br />

o.ä.) im Vordergrund steht, incl. der Entwicklung von Verfahren zur schnellen Erkennung signifikanter Zustandsänderungen<br />

(vgl. Teilvorhaben 2.1.3). Die Arbeiten im gesamten Schwerpunkt beziehen sich zurzeit<br />

primär auf Mobilnetze (insbesondere WLANs), Fast Ethernet-LANs und globale Rechnernetze (Internet). Bei<br />

Betrachtung konkreter Videocodierungsalgorithmen werden bislang vorrangig die Standards MPEG-1/-2/-4<br />

sowie H.261/H.263/H.264 für die entsprechenden experimentellen Studien zugrundegelegt.<br />

2.1.1 Untersuchung und Realisierung adaptiver, fehlertoleranter multimedialer Anwendungen mit Echtzeitkommunikation<br />

Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit Mai 2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Qualitätsverbesserung für Audio-/Videokommunikation mit Echtzeitanforderungen durch dedizierte<br />

Middleware: Architekturkonzepte und Werkzeuge zur Qualitätsbeurteilung<br />

Für die durch die TKRN-Forschungsgruppe bereitgestellten Werkzeuge zur QoS-Beurteilung von Videokommunikation<br />

in Echtzeit aus Endbenutzersicht wurde inzwischen eine aus aktueller Sicht hinreichend umfassende<br />

Systemfunktionalität erreicht. Dies betrifft zum einen den Netzemulator NetEmu, der die Qualitätsbeurteilung<br />

von Videosequenzen gestattet, die über eine Menge gekoppelter Kommunikationsnetze übertragen<br />

werden, unter detaillierter Berücksichtigung vollständiger Kommunikationspfade sowie der auf ihnen<br />

entstandenen Ende-zu-Ende-Paketverzögerungen und -verluste. Bei dem zweiten Werkzeug zur QoS-<br />

Beurteilung handelt es sich um das im Rahmen des TeleMuM-Projektes entwickelte Werkzeug Medien-<br />

Explorativ. Dieses wurde im Berichtszeitraum erneut erfolgreich in der Lehre eingesetzt, um die (subjektiv<br />

wahrgenommene) Qualität von Audio- und Videokommunikation in Echtzeit aussagekräftig und valide zu<br />

beurteilen, insbesondere in Kommunikationsnetzen, in denen QoS-verbessernde Maßnahmen und Algorithmen<br />

integriert sind. Dabei spielt insbesondere auch die von neuesten Codierern unterstützte Fehlertoleranz<br />

eine große Rolle und hierbei ihre Auswirkungen auf die Netzbelastung und die Bildqualität. Entsprechende<br />

Ergebnisse konnten im Berichtszeitraum veröffentlicht werden [Heidtmann, Kiritz, Norgall, <strong>2008</strong>].<br />

Schlagwörter:<br />

Fehlertoleranz; Fehlerkontrolle; Codierungsstandards (MPEG, H.261, H.263); Hochgeschwindigkeitskommunikation;<br />

Dienstqualität; Applikationen, adaptive<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Heidtmann K., Kiritz M., Norgall J.: Traffic Characterization and Fault Tolerance of H.264/AVC Encoded<br />

Video Streams for QoS-Management in Computer Networks, International Conference on Information<br />

Systems Architectures and Technology, ISAT'<strong>2008</strong>, Szklarska Poreba, Polen, 21. - 23. September <strong>2008</strong><br />

2.1.2 Lastadaptive Ressourcenverwaltung und Dienstgütemanagement bei Echtzeitkommunikation über<br />

lokale Netze, Mobilnetze und das Internet<br />

Heckmüller, Stephan, Dipl. Inform.; Lai, Junyu, M. Sc.; Wolf, Jürgen, Dr.; Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit September 2001<br />

Projektbeschreibung:<br />

Eine zentrale Aufgabe für Übertragungsdienste in hierarchisch strukturierten Kommunikationsnetzen besteht<br />

darin, die Einhaltung zugesagter Echtzeiteigenschaften sicherzustellen, die sich jedoch häufig nicht direkt auf<br />

die Leistungsangebote der unterliegenden Schichten abbilden lassen. Umgekehrt beeinflusst auch der Charakter<br />

des eingebrachten Verkehrs die erreichbare Güte des zu erbringenden Dienstes. Die Komplexität des<br />

Gesamtsystems sowie die erwünschte Abgrenzung der unterschiedlichen Abstraktionsebenen innerhalb des<br />

Kommunikationssystems verlangen somit nach einem hoch entwickelten Dienstgütemanagement. Dieses hat<br />

sowohl die Abbildung von Last- und Leistungsspezifikationen von Ebene zu Ebene vorzunehmen als auch


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

die Einhaltung von vereinbarten Dienstgüteschranken zu gewährleisten oder zuverlässig entsprechende Fehlermeldungen<br />

zu generieren. Das Dienstgütemanagement muss in diesem Zusammenhang Entscheidungen<br />

treffen, die auf potenziellen zukünftigen Arbeitszuständen und den daraus resultierenden Leistungsgrößen beruhen<br />

bzw. diese beeinflussen. Aufgrund der starken Nichtlinearität der betrachteten Vorgänge können für<br />

diese Entscheidungen keine einfachen Regeln formuliert werden. Vielmehr ist es notwendig, dass das<br />

Dienstgütemanagement mögliche Aktionen und Entscheidungen anhand von Modellen im Voraus bewerten<br />

kann, um so eine optimale Wahl treffen zu können.<br />

In einem jüngst begonnenen Forschungsvorhaben wird untersucht, inwieweit sich – durch eine möglichst optimale<br />

Betriebsmittelverwaltung und Nutzerzugangskontrolle – bei Bereitstellung von TV-Kanälen über das<br />

Internet die Wahrscheinlichkeit von Dienstgüteverletzungen minimieren lässt. Resultate derartiger Studien<br />

sind beispielsweise für heutige Internet Service Provider (ISPs) von hoher Relevanz, sofern sie “Triple (oder<br />

Quadrupel) Play“-Dienste anbieten.<br />

Schlagwörter:<br />

Dienstgüte, Ressourcenmanagement, Echtzeit-Kommunikation, Leistungsbewertung, Mobilnetze<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Heckmüller S.: Bereitstellung von Dienstgüte für aggregierte Multimediaströme in lokalen ‚Broadcast’-<br />

Netzen, GI/ITG-Fachtagung "Kommunikation in Verteilten Systemen" KiVS 2007, Bern, 26. Februar -<br />

2. März 2007 (Award: "Best Diploma Thesis 2006")<br />

Wolf J.: Lastadaptive Betriebsmittelverwaltung und Dienstgütemanagement für verteilte Echtzeitanwendungen<br />

in lokalen und drahtlosen Netzen, Dissertation, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007,<br />

erschienen in: Wolfinger B.E. (Hrsg.), Berichte aus dem Forschungsschwerpunkt Telekommunikation<br />

und Rechnernetze, Band 6, Shaker-Verlag, Aachen, 2007<br />

2.1.3 Qualitätsverbesserung von TV-, Video- und Sprachkommunikation über das Internet<br />

Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

seit Mai 2001<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die Bedeutung der Videokommunikation in heutigen Rechnernetzen nimmt beträchtlich zu, u.a. infolge der<br />

zunehmenden Bedeutung und Anzahl verteilter Multimediaanwendungen (z.B. Videokonferenzen, Videospiele,<br />

Videotelephonie, Video-over-IP, Video on Demand (VoD) und TV über IP (z.B. IPTV)). Wichtige<br />

gegenwärtig existierende Klassen von Netzen sind „Best effort“-Netze und somit nicht ohne weiteres in der<br />

Lage, Videoübertragung in Echtzeit in sehr guter Qualität auch im Hochlastbereich des Netzes dauerhaft bereitzustellen.<br />

Darüber hinaus werden die Netze durch die Integration mehrerer oder gar aller genannten obigen<br />

Multimediaanwendungen und zusätzlich anderer so intensiv genutzt, dass ein Netzmanagement durch<br />

Aufteilung der Netzressourcen gegenseitige Beeinträchtigung möglichst verhindern muss. Bekanntermaßen<br />

werden sowohl bei IPTV als auch VoD die Standards wie H.263 und H264 eingesetzt, deren Untersuchung<br />

TKRN sich seit längerem widmet [Heidtmann, Kiritz, Norgall, <strong>2008</strong>], nun auch als Bestandteil komplexerer<br />

Anwendungen wie beispielsweise IPTV. Hier wurden gegen Ende des Berichtszeitraumes Vorarbeiten für eine<br />

Zusammenarbeit mit der Firma Alice (HanseNet) durchgeführt.<br />

Schlagwörter:<br />

Dienstgüte, Videokommunikation, MPEG, Voice over IP (VoIP), Differentiated Services (DiffServ), Vorwärtsfehlerkontrolle<br />

(FEC)<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Fey A.: Optimierung von TCP für Videokommunikation - Realisierung unter Linux, VDM Verlag Dr. Müller,<br />

2007<br />

Heidtmann K., Kiritz M., Norgall J.: Traffic Characterization and Fault Tolerance of H.264/AVC Encoded<br />

Video Streams for QoS-Management in Computer Networks, International Conference on Information<br />

Systems Architectures and Technology, ISAT'<strong>2008</strong>, Szklarska Poreba, Polen, 21. - 23. September <strong>2008</strong><br />

Kiritz M.: Untersuchung der Fehlerrobustheit H.264/AVC-kodierter Videoströme bei simulierten Übertragungsverlusten,<br />

MMBnet 2007, GI/ITG-Workshop, <strong>Hamburg</strong>, 13./14. September 2007, 150-159<br />

131


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.2 Netz-/QoS-Management, Modellierung und Messungen, “Traffic Engineering“<br />

132<br />

Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Wolfinger, Bernd, Prof. Dr. (Koordinatoren); Heckmüller, Stephan, Dipl. Inform.;<br />

Lai, Junyu, M. Sc.; Wolf, Jürgen, Dr.<br />

Die zur Zeit laufenden Projekte innerhalb des Forschungsschwerpunktes „Netz-/QoS-Management, Modellierung,<br />

‘Traffic Engineering‘ ” orientieren sich an den beiden Primärzielen eines modellbasierten Dienstgütemanagements<br />

für innovative Kommunikationssysteme sowie an einer angestrebten Nutzung von Analyse-<br />

und Bewertungswerkzeugen, die sich als eine sehr flexible Kombination aus Realsystemkomponenten (z.B.<br />

verteilte multimediale Anwendungen mit Echtzeitkommunikationsanforderungen, Mobilnetze, LANs, Teilnetze<br />

des Internet, Intranets) und Modellkomponenten (z.B. künstliche Lastgeneratoren, analytische oder simulative<br />

Rechnernetzmodelle) konfigurieren und einsetzen lassen. Die Forschungsarbeiten im Berichtszeitraum<br />

bezogen sich in einem FuE-Projekt dieses Forschungsschwerpunkts auf die Weiterentwicklung der<br />

Lastgenerierungs-, Lasttransformations-, Modellierungs-, Netzemulations-, Mess- und Analysewerkzeuge,<br />

insbesondere zum Zwecke der Durchführung QoS-relevanter Studien für Multimediaanwendungen, die über<br />

verlustbehaftete Paketvermittlungsnetze kommunizieren (Werkzeuge, vgl. Teilvorhaben 2.2.1). Zwei Projekte<br />

dieses Schwerpunkts betreffen die Entwicklung und Nutzung von Modellen für Kommunikationsnetze, insbesondere<br />

von Mobilnetzen (Systemmodelle, vgl. Teilvorhaben 2.2.2, bzw. Lastmodelle und ihre Nutzung bei<br />

der Realisierung von künstlichen, evtl. geographisch verteilten Lastgeneratoren, vgl. Teilvorhaben 2.2.3).<br />

Die erzielten Forschungsergebnisse gestatten insbesondere eine deutliche Verbesserung des lastadaptiven<br />

Dienstgüte-(QoS-) Managements, das durch ein neues – QoS-Anforderungen berücksichtigendes – Konzept<br />

für das Ressourcenmanagement in „Broadcast“-Netzen bei Überlagerung von Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-<br />

Verkehr unterstützt wird (vgl. Teilvorhaben 2.1.2). Ein 2006 begonnenes Projekt gemeinsam mit Wissenschaftlern<br />

des LIP6, Université P. et M. Curie, Paris, wurde überdies erfolgreich fortgeführt. Dieses Forschungsvorhaben<br />

(vgl. Teilvorhaben 2.2.4) hat die Gewinnung von Modellen zum Ziel, die in der Lage sind,<br />

ein gemessenes Systemverhalten von Rechensystemen und Kommunikationsnetzen möglichst gut zu reflektieren<br />

(funktionale Modellierung).<br />

Als hocherfreuliche Anerkennung der Qualität der studentischen Aktivitäten im Forschungsschwerpunkt<br />

„Netz-/QoS-Management, Modellierung, ‘Traffic Engineering‘ ” ist zu erwähnen, dass eine im Vorjahr abgeschlossene<br />

Diplomarbeit (Andrey Kolesnikov) im Berichtszeitraum durch den GI/GMA-Fachausschuss<br />

"Echtzeitsysteme" ausgezeichnet wurde.<br />

2.2.1 Entwicklung und Anwendung von Modellierungs-, Emulations- und Analysewerkzeugen für Netze<br />

(Mobilnetze, Internet) mit Medienkommunikation<br />

Heckmüller, Stephan, Dipl.-Inform.; Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit Januar 2002<br />

Projektbeschreibung:<br />

Aufgrund der zunehmenden Wichtigkeit von Dienstgüteanforderungen ist es beim Entwurf und der Realisierung<br />

innovativer verteilter Anwendungen (z.B. Multimedia-Anwendungen) zunehmend wünschenswert,<br />

Werkzeuge zur Verfügung zu haben, die es gestatten, das Verhalten einer verteilten Anwendung und deren<br />

Kommunikation über verschiedenartige Netze mit unterschiedlichen Paketverlust- und Paketverzögerungscharakteristika<br />

gezielt zu untersuchen und realistisch zu bewerten.<br />

Der in der Arbeitsgruppe TKRN entwickelte Netzemulator NetEmu lässt sich bereits in seiner jetzigen Ausbaustufe<br />

so in verteilte Anwendungen integrieren, dass aus Anwendungssicht keinerlei Unterschied zwischen<br />

der Kommunikation über den Netzemulator und derjenigen über ein reales Rechnernetz feststellbar ist. Darüber<br />

hinaus wurde im Berichtszeitraum ein Werkzeug entwickelt, mit Hilfe dessen Lasttransformationen auf<br />

markovschen Ankunftsprozessen durchgeführt werden können. Dieses Werkzeug ermöglicht einerseits die<br />

Berücksichtigung von spezifischen Netzeigenschaften in vorliegenden analytischen Modellen und kann andererseits<br />

zur Vermittlung von Kenntnissen und Fähigkeiten im Umgang mit analytischen Modellen und Lasttransformationen<br />

in der Lehre eingesetzt werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Modellierung; Optimierung; Analyse; Echtzeitsimulation; Experimentierumgebung; Netzemulation


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Heckmüller S., Spork M., Wolfinger B.E.: Load Transformations of Markovian Arrival Processes: Methods<br />

and Tool Support, 3rd International Workshop on Tools for solving Structured Markov Chains,<br />

SMCTools <strong>2008</strong>, Athen, Griechenland, 20. Oktober <strong>2008</strong><br />

Scherpe C.: Emulation gekoppelter Rechnernetze mit lastabhängigem Verzögerungs- und Verlustverhalten -<br />

Architekturkonzepte, prototypische Realisierung und Fallstudien, Dissertation, Department <strong>Informatik</strong>,<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2006, erschienen in: Wolfinger B.E. (Hrsg.), Berichte aus dem Forschungsschwerpunkt<br />

Telekommunikation und Rechnernetze, Band 4, Shaker-Verlag, Aachen, 2006<br />

2.2.2 Analytische, simulative und hybride Leistungs-/Zuverlässigkeitsmodelle für Mobilnetze, das Internet<br />

und für verteilte Anwendungen<br />

Heckmüller, Stephan, Dipl. Inform.; Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Lai, Junyu, M. Sc.; Wolf, Jürgen, Dr.;<br />

Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit Januar 2004<br />

Projektbeschreibung:<br />

Modelle zur Leistungsbewertung von Audio- und Videokommunikation in Echtzeit<br />

Im Berichtszeitraum wurden im Rahmen einer noch abzuschließenden Diplomarbeit (R. Dembski) Modelle<br />

zur Beschreibung von MPEG-Videoströmen entwickelt. Die Modellierung erfolgte auf Basis von „Batch<br />

Markovian Arrival Processes“ (BMAPs). Hierbei wurden eine Vielzahl von Ansätzen zur Beschreibung der<br />

komplexen statistischen Eigenschaften solcher Ströme sowie Mechanismen zur Zustandsreduktion untersucht.<br />

Erste vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Validation dieser Modelle konnten erzielt werden.<br />

Die Anwendung von im Berichtszeitraum entwickelten Lasttransformationen ermöglicht die Berücksichtigung<br />

von Modifikationen dieser Ankunftsströme während der Übertragung, so dass die Realitätsnähe der<br />

Modelle an tieferliegenden Schnittstellen gesteigert werden kann. Darüber hinaus begann im Rahmen einer<br />

weiteren Diplomarbeit (A. Kunde) die Untersuchung und Modellierung von Video-Streaming-Anwendungen<br />

auf TCP-Basis.<br />

Schlagwörter:<br />

Modelle, analytische; Zuverlässigkeitsanalyse; Leistungsanalyse; Kommunikationsnetze; Zerlegungsverfahren,<br />

statistischer Vergleich; MPEG; H.261; H.263; Videokommunikation; Bildqualität; Bildverlustwahrscheinlichkeit;<br />

Code, fehlerkorrigierender; Entscheidungsmodelle; Markov-Reward-Modelle; Verlässlichkeit;<br />

Petri Netze, stochastische<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Heckmüller S.: Bereitstellung von Dienstgüte für aggregierte Multimediaströme in lokalen ‚Broadcast’-<br />

Netzen, GI/ITG-Fachtagung "Kommunikation in Verteilten Systemen" KiVS 2007, Bern, 26. Februar -<br />

2. März 2007 (Award: "Best Diploma Thesis 2006")<br />

Wolf J.: Lastadaptive Betriebsmittelverwaltung und Dienstgütemanagement für verteilte Echtzeitanwendungen<br />

in lokalen und drahtlosen Netzen, Dissertation, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007,<br />

erschienen in: Wolfinger B.E. (Hrsg.), Berichte aus dem Forschungsschwerpunkt Telekommunikation<br />

und Rechnernetze, Band 6, Shaker-Verlag, Aachen, 2007<br />

Wolfinger B.E., Heidtmann K. (Hrsg.): Leistungs-, Zuverlässigkeits- und Verlässlichkeitsbewertung von<br />

Kommunikationsnetzen und verteilten Systemen, 4. GI/ITG-Workshop MMBnet 2007, 13./14. September<br />

<strong>Hamburg</strong>, Bericht 281 des Department <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007, 161 S.<br />

2.2.3 Lastmessung und Lastmodellierung für Audio-/Videoverkehr, Leistungs- und Verfügbarkeitsmessungen<br />

sowie “Traffic Engineering“ für dienstintegrierte Kommunikationsnetze<br />

Heckmüller, Stephan, Dipl. Inform.; Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Kolesnikov, Andrey, Dipl. Inform.; Wolfinger,<br />

Bernd, Prof. Dr.; externe Kooperationspartner: Fladenmuller, Anne, Dr. sowie Karbaschi, Golnaz<br />

(beide LIP6, Université P. et M. Curie, Paris)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit Januar 2004<br />

133


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Projektbeschreibung:<br />

134<br />

a) Lastspezifikation und Lastgenerierung<br />

Als Fortführung der bisherigen Forschungsarbeiten im Bereich der Lastspezifikation und Lastmodellierung<br />

wurde die bestehende auf den endlichen Benutzerverhaltensautomaten (BVAs) basierende Lastspezifikationstechnik<br />

für die Beschreibung von reaktiven Lastmodellen erweitert und konkretisiert. Reaktive Lastmodelle<br />

sind besonders wichtig, wenn die Abhängigkeit des Benutzerverhaltens von dem momentanen Zustand<br />

des Kommunikationsnetzes bei der Lastmodellierung berücksichtigt werden muss. Die ersten Ergebnisse und<br />

eine entsprechende Realisierung des echtzeitfähigen Lastgenerators UniLoG konnten in [Kolesnikov <strong>2008</strong>]<br />

präsentiert werden. In diesem Kontext wurde in dem Berichtszeitraum eine Diplomarbeit (F. Greuel) mit dem<br />

Ziel initiiert, die Möglichkeit einer reaktiven Lastmodellierung exemplarisch für den “Congestion Avoidance<br />

/ Slow Start“-Mechanismus von TCP zu untersuchen. Ferner konnte eine Projektarbeit (S. Kramer, Y. Küstermann)<br />

zur Parametrisierung von BVA-Modellen für VoIP-Anwendungen am Beispiel des freien SIP-<br />

Telefons Linphone erfolgreich abgeschlossen werden.<br />

Abbildung 1: Konstruktion eines BVA-Modells für die VoIP-Telefonieanwendung Linphone in LoadSpec<br />

(links) und die Darstellung der an der RTP/UDP-Schnittstelle generierten Last (rechts).<br />

Im Bereich der Lastgenerierung wurden die Aktivitäten zur Adaption der zunächst abstrakten, mithilfe von<br />

BVAs spezifizierten Lasten an konkrete Lastgenerierungsschnittstellen fortgeführt. Bei der Definition der abstrakten<br />

Auftragstypen und Auftragsattribute kann ihre Semantik für die Lastgenerierung in UniLoG a priori<br />

festgelegt werden. Damit wurde eine Prüfung der Plausibilität des spezifizierten Lastmodells vor der Lastgenerierung<br />

in UniLoG ermöglicht und die Adaption der zunächst abstrakten Lastaufträge an die konkrete<br />

Lastgenerierungsschnittstelle teilweise wesentlich vereinfacht, so dass insgesamt der praktische Nutzen des<br />

Lastgenerators UniLoG für Lastexperimente weiter gesteigert werden konnte. In diesem Kontext wurde im<br />

Rahmen einer noch abzuschließenden Diplomarbeit (M. Kulas) ein Adapter für UniLoG zur Lastgenerierung<br />

an IP-Schnittstellen entwickelt und auf Grenzen seiner Leistungsfähigkeit und Präzision untersucht. Die bisher<br />

durchgeführten Experimente und Fallstudien zeigten bereits auf, dass sich zum einen die hohen Echtzeitanforderungen<br />

bei der Erzeugung realitätsnaher Lasten an der IP-Schnittstelle erfüllen lassen und zum anderen<br />

die angestrebten Leistungsanalysen und Verhaltensprognosen von Netzen mit deutlich reduziertem Aufwand<br />

gegenüber konventionellen Ansätzen erzielt werden können. Das Lastspezifikationswerkzeug LoadSpec<br />

wurde erneut erfolgreich in der <strong>Informatik</strong>lehre an der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> [Kolesnikov, Heckmüller<br />

<strong>2008</strong>] sowie - nach Abschluss der entsprechenden Lizenzverträge - an der Ecole Nationale Supérieure des<br />

Télécommunications (ENST-INFRES), Paris, an dem Laboratoire de l’Informatique (LIP6) der Université P.<br />

et M. Curie, Paris sowie an der <strong>Universität</strong> Rostock eingesetzt.<br />

b) Last- und Qualitätsmessungen bei Videokommunikation und in Mobilnetzen<br />

Als Fortführung vorangegangener Untersuchungen in der Arbeitsgruppe TKRN wurde die neue Codierung<br />

gemäß H.264/AVC im Berichtszeitraum weiter untersucht und die Ergebnisse publiziert [Heidtmann, Kiritz,<br />

Norgall, <strong>2008</strong>]. Dabei wurde der Einfluss verschiedener Robustheitstechniken auf die Bildqualität<br />

H.264/AVC kodierter Videoströme, bei denen simulierte Übertragungsverluste auftraten, mit verschiedenen<br />

Verfahren gemessen. Ziel dieser Untersuchung waren quantitative und qualitative Aussagen zur Fehlerrobustheit<br />

und Fehlertoleranz von Verfahren innerhalb der neuen Codiernorm. Diese sind sowohl für den Entwurf,<br />

die Konfigurierung und den Betrieb von Rechnernetzen relevant und sie lassen sich überdies nutzen zur


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

Beurteilung der vom Benutzer solcher Codierungsstandards zu erwartenden Qualität bei Echtzeitvideokommunikation,<br />

z.B. im Rahmen von Bildtelefonaten und Videokonferenzen bis hin zu IPTV. Bei dieser Arbeit<br />

handelt es sich um sowohl die Fortführung thematisch verwandter Untersuchungen mit älteren Kodierungsverfahren<br />

bzw. bisher noch nicht untersuchten Fehlertoleranzmechanismen. Es wurde bestätigt, dass durch<br />

die Weiterentwicklung der älteren Verfahren mit den Fehlertoleranztechniken von H.264 eine bessere Zuverlässigkeit<br />

bei der Übertragung erreicht werden kann. Dazu wurde für ausgewählte Szenarien die Fehlerrobustheit<br />

untersucht mit dem Ziel, qualitative und quantitative Aussagen über die zu erwartende Bildqualität<br />

bei fehlerhafter Übertragung zu gewinnen und gleichzeitig die durch die Redundanz zusätzlich entstehende<br />

Netzlast zu messen.<br />

Für Mobilnetze (insbesondere „Wireless Mesh Networks“) wurde in einer Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlerinnen<br />

(Dr. A. Fladenmuller sowie Dr. G. Karbaschi) vom LIP6 der Université P. et M. Curie (Paris)<br />

und B. E. Wolfinger eine innovative Messmethode (QualRoute genannt) konzipiert. QualRoute erkennt<br />

die Übertragungsqualität zwischen direkt kommunizierenden Mobilstationen durch die (passive) Beobachtung<br />

des von anderen Stationen induzierten Verkehrs, den eine Station mithören kann, wenn sie sich in derselben<br />

Funkzelle befindet (ohne dass sie selbst als Sender oder als adressierter Empfänger der Datenübertragung<br />

fungiert). Ein Vorschlag für die Integration der QualRoute-Messmethode in einen adaptiven Routingalgorithmus<br />

wurde ebenfalls ausgearbeitet [Karbaschi, Fladenmuller, Wolfinger <strong>2008</strong>]. Überdies fand im Berichtszeitraum<br />

eine Disputation (Golnaz Karbaschi) im direkten Umfeld dieses Forschungsvorhabens statt,<br />

bei der Prof. Wolfinger als Gutachter fungierte.<br />

Schlagwörter:<br />

Lastbeschreibung, formale; Lastmodellierung; Lastmessungen; Leistungs-/Verfügbarkeitsmessungen; Lasttransformation;<br />

MPEG-Codierung; Videokommunikation; „Traffic Engineering”<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Cong J.: Load Specification and Load Generation for Multimedia Traffic Load in Computer Networks, Dissertation,<br />

Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2006, erschienen in: Wolfinger B.E. (Hrsg.), Berichte<br />

aus dem Forschungsschwerpunkt Telekommunikation und Rechnernetze, Band 5, Shaker-Verlag,<br />

Aachen, 2006<br />

Cong J., Wolfinger B.E.: A Unified Load Generator Based on Formal Load Specification and Load Transformation,<br />

ValueTools 2006, First Intern. IEEE Conf. on Performance Evaluation Methodologies and<br />

Tools, Pisa, October 2006<br />

Gaitzsch M.: Benutzerorientierte Leistungs- und Verfügbarkeitsbewertung von Internetdiensten, VDM Verlag<br />

Dr. Müller, 2007<br />

Hadji L.: A Unified Load Generator for Geographically Distributed Generation of Network Traffic, International<br />

Master Thesis, Dept. of Computer Engineering, Dalarna University, Sweden & Computer Science<br />

Dept., University of <strong>Hamburg</strong> 2006<br />

Heckmüller S., Wolfinger B.E.: Load Transformations of Markovian Arrival Processes, International Conference<br />

on “Analytical and Stochastic Modelling Techniques and Applications” ASMTA 2007, Prag,<br />

June 2007 (a)<br />

Heckmüller S., Wolfinger B.E.: Modellierung verlustinduzierender Lasttransformationen für markovsche<br />

Ankunftsprozesse, MMBnet 2007, GI/ITG-Workshop, <strong>Hamburg</strong>, 13./14. September 2007, 36-49 (b)<br />

Heidtmann K., Kiritz M., Norgall J.: Traffic Characterization and Fault Tolerance of H.264/AVC Encoded<br />

Video Streams for QoS-Management in Computer Networks, International Conference on Information<br />

Systems Architectures and Technology, ISAT'<strong>2008</strong>, Szklarska Poreba, Polen, 21. - 23. September <strong>2008</strong><br />

Karbaschi G., Fladenmuller A., Wolfinger B.E.: Link-Quality Measurement Enhancement for Routing in<br />

Wireless Mesh Networks, 9 th IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia<br />

Networks, WoWMoM <strong>2008</strong>, Newport Beach, CA, USA, 23.-27. June <strong>2008</strong><br />

Kiritz M.: Untersuchung der Fehlerrobustheit H.264/AVC-kodierter Videoströme bei simulierten Übertragungsverlusten,<br />

MMBnet 2007, GI/ITG-Workshop, <strong>Hamburg</strong>, 13./14. September 2007, 150-159<br />

Kolesnikov A.: Prototypische Realisierung eines echtzeitfähigen Lastgenerators für dienstintegrierende Netze,<br />

<strong>Informatik</strong>tage 2006, Bonn, Lecture Notes in Informatics (LNI), GI-Edition, 2006, 127-130<br />

Kolesnikov A.: Konzeption und Entwicklung eines echtzeitfähigen Lastgenerators für Multimedia-<br />

Verkehrsströme in IP-basierten Rechnernetzen, Echtzeit <strong>2008</strong>, Boppard am Rhein, 27. - 28. November<br />

<strong>2008</strong><br />

Kolesnikov A., Heckmüller S.: LoadSpec - ein E-Learning Werkzeug zur Lastspezifikation im Bereich der<br />

Telematik, E-Learning Baltics, eLBa <strong>2008</strong>, Rostock, 17. - 19. Juni <strong>2008</strong><br />

Schwengel M.: Verteilte Lastgenerierung - Architekturen, Realisierungen und Fallstudien, VDM Verlag Dr.<br />

Müller, 2007<br />

135


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.2.4 Funktionale Modellierung gemessenen Systemverhaltens von Rechensystemen und Kommunikationsnetzen<br />

Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.; externe Kooperationspartner: Baynat, Bruno, Dr., Begin, Thomas, Dr. und Fdida,<br />

Serge, Prof. Dr. (alle drei : LIP6, Université P. et M. Curie, Paris) sowie Brandwajn, Alexandre, Prof. Dr.<br />

(University of California, Santa Cruz, USA)<br />

Laufzeit des Projekts:<br />

136<br />

seit Mai 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Gegenwärtige Rechner- und Kommunikationssysteme zeichnen sich durch eine zunehmend hohe Komplexität<br />

aus wie sich u.a. am Beispiel der heutzutage häufig multiprozessorbasierten Rechnerarchitekturen oder<br />

des aktuellen Internet bzw. der Mobilnetze mit ihren zur Zeit (noch) exponentiell anwachsenden Benutzerzahlen<br />

zeigt. Auch verbergen heutige Rechner und besonders die globalen Rechnernetze ihre interne Struktur<br />

in der Regel vor ihren Benutzern. Bei einer derartigen “Black Box” -Sicht auf ein System wäre es vorteilhaft,<br />

wenn gute Approximationen für beobachtetes (z.B. gemessenes) Systemverhalten gefunden werden könnten,<br />

beispielsweise durch eine geeignete Kombination und Parametrisierung einer kleinen Menge elementarer<br />

Wartenetzmodelle.<br />

Während des Forschungsaufenthaltes von Prof. Wolfinger am LIP6 (Mai/ Juni 2006) wurde ein derartiger, a<br />

priori bereits von LIP6-Wissenschaftlern verfolgter, Forschungsansatz aufgegriffen und weiterentwickelt. Insbesondere<br />

wurde eine Menge von Wartesystem- und Wartenetzmodellen (quasi als Modellbausteine) identifiziert,<br />

die sich – wie zahlreiche Experimente unterstrichen – gut eignen, um gemessenes Systemverhalten bei<br />

geeigneter Kombination der Modellbausteine und nach adäquater Parameterwahl der freien Modellparameter<br />

zu approximieren. Eine allgemein anwendbare Methode zur Auswahl, Kombination und Kalibrierung der<br />

Modellbausteine wurde entwickelt. Die Methodik konnte im Berichtszeitraum mit weiteren umfassenden<br />

Fallstudien (insbesondere die Überlagerung von IP-Verkehr in WLANs betreffend) mit sehr gutem Erfolg<br />

vertieft validiert werden. Die durchgeführten Forschungsarbeiten führten in der Vergangenheit bereits zu<br />

mehreren Publikationen, eine weitere Zeitschriftenpublikation befindet sich zur Zeit in der Begutachtungsphase.<br />

Überdies fand im Berichtszeitraum eine Disputation (Thomas Begin) im direkten Umfeld dieses Forschungsvorhabens<br />

statt, bei der Prof. Wolfinger als Prüfer fungierte.<br />

Schlagwörter:<br />

Verhaltensmodellierung, Modellkonstruktion, Systemmessungen, „Black-Box“-Systeme<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Begin T., Brandwajn A., Baynat B., Wolfinger B.E., Fdida S.: Towards an Automatic Modeling Tool for Observed<br />

System Behavior, European Performance Engineering Workshop EPEW 2007, Berlin, 27./28.<br />

September 2007 (a)<br />

Begin T., Brandwajn A., Baynat B., Wolfinger B.E., Fdida S.: High-level Approach to Modeling of Observed<br />

System Behavior, PERFORMANCE 2007, IFIP WG 7.3 Intern. Symp. on Computer Performance,<br />

Modeling, Measurements, and Evaluation, Köln, 2.-5. Okt. 2007 (b)<br />

Begin T., Brandwajn A., Baynat B., Wolfinger B.E., Fdida S.: High-level Approach to Modeling of Observed<br />

System Behavior, SIGMETRICS Performance Evaluation Review, Vol. 35, No. 3; Dez. 2007, 34-36 (c)<br />

2.3 Parallelverarbeitung und Parallelprogrammierung<br />

Lehmann, Martin, Dr. (Koordinator); Wolfinger, Bernd, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Gesamtvorhabens:<br />

seit Januar 2004<br />

Projektbeschreibung:<br />

In dem Projekt ‘One Laptop Per Child‘ wird jedem Kind einer Schule ein mobiler Kleinrechner zur Verfügung<br />

gestellt, der seine Energie aus einer Batterie bezieht. Die einzelnen Rechner kommunizieren untereinander<br />

per Funk. Jederzeit sollte es einem Rechner und damit dem besitzenden Kind möglich sein, einem existierenden<br />

Funknetz beizutreten oder sich aus einem bestehenden Netz zu verabschieden. Ein Problem in solchen<br />

hochdynamischen Netzen bildet das Routing. Eine Technik ist das Ad-Hoc On-Demand Distance Vector<br />

(AODV) Routing. Bei diesem Verfahren wird von einem Knoten ein Suchpaket nach dem Kommunikationspartner<br />

auf die Reise geschickt. Der Suchknoten sendet es an alle seine Nachbarn, diese wiederum senden<br />

es nach dem Flutprinzip an ihre Nachbarn weiter. Gleichzeitig merkt sich jeder Zwischenknoten in einem<br />

Routing-Cache die Herkunft dieses Suchpakets. Für die Rückantwort vom Kommunikationspartner ist so ein


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

eindeutiger Weg nutzbar. Natürlich sind die Informationen in den jeweiligen Routing-Caches nach kurzer<br />

Zeit zu löschen. Herr Lennart Poettering wies in seiner Diplomarbeit mittels Simulation nach, dass obiges<br />

Verfahren durchaus in Ad-Hoc-Netzen mit mehr als 1000 Teilnehmern für die Verwaltung allgemeiner<br />

Dienste einsetzbar ist. Er beschränkte aber den Durchmesser der untersuchten Netze auf 5, was den Anforderungen<br />

im Projekt ‘One Laptop Per Child‘ entspricht. Eine interessante Frage bleibt die nach der Effizienz<br />

obigen Ad-Hoc-Routings beim Wachsen des Netzdurchmessers auf etwa 100.<br />

Schlagwörter:<br />

Algorithmenparallelisierung; Lastausgleich; Verteilte Lastgenerierung; Parallelprogrammierung; Leistungs-/<br />

Zuverlässigkeitserhöhung, Diensteverteilung, verteilte Überprüfung von Berechtigungen<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Hadji L.: A Unified Load Generator for Geographically Distributed Generation of Network Traffic, International<br />

Master Thesis, Dept. of Computer Engineering, Dalarna University, Sweden & Computer Science<br />

Dept., University of <strong>Hamburg</strong> 2006<br />

Poettering L.: Diensteverwaltung in Ad-Hoc-Netzwerken, Diplomarbeit, Department <strong>Informatik</strong>, Fakultät für<br />

Mathematik, <strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> 2007<br />

Schwengel M.: Verteilte Lastgenerierung - Architekturen, Realisierungen und Fallstudien, VDM Verlag Dr.<br />

Müller, 2007<br />

Drittmittelprojekte<br />

2.4 DFG-Projekt LUPUS: Load Transformations and their Usage for Traffic Prediction and Understanding<br />

in Networks with Security Requirements<br />

Heckmüller, Stephan, Dipl. Inform.; Heidtmann, Klaus-Dieter, Dr.; Kolesnikov, Andrey, Dipl. Inform.; Wolfinger,<br />

Bernd, Prof. Dr.; externer Kooperationspartner: Carle, Georg, Prof. Dr. (Uni Tübingen / TU München)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

11/2007 bis 10/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Projektziele<br />

Die realitätsnahe Modellierung und Vorhersage des Datenverkehrs in komplexen Rechnernetzen wie dem Internet<br />

ist derzeit nur ansatzweise und unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Auch bei der Analyse von<br />

beobachtetem Internetverkehr zu Zwecken der Verkehrscharakterisierung und Erkennung von Anomalien<br />

sowie Fehlfunktionen und Angriffen – einem wichtigen Aspekt der Netzsicherheit – besteht akuter Forschungsbedarf.<br />

Im Rahmen dieses Projektes sollen diese beiden Problemstellungen gemeinsam betrachtet werden, um neue<br />

Verfahren zur Modellierung und Analyse von Internetverkehr zu finden und zu untersuchen. Die geplanten<br />

Arbeiten im Bereich Verkehrsmodellierung konzentrieren sich auf den analytischen Lasttransformationsansatz,<br />

mit dem der für die Verkehrsanalyse wichtige Zusammenhang zwischen der durch die Anwendung aufgeprägten<br />

Last und dem daraus resultierenden Verkehr auf tiefer liegenden Protokollschichten präzise beschreiben<br />

lässt. Die Projektaktivitäten im Bereich Verkehrsanalyse dienen dazu, realen Netzverkehr besser zu<br />

verstehen und wichtige Erkenntnisse für realitätsnahe Verkehrsmodellierungen zu gewinnen. Ein weiteres<br />

Ziel der Verkehrsanalyse ist es, durch Data-Mining, durch die Untersuchung von Paketinhalten und durch inverse<br />

Lasttransformation Rückschlüsse auf den aktuellen System- und Netzzustand sowie auf das Benutzerverhalten<br />

zu ziehen. Adaptive passive und aktive Verkehrsmessungen liefern die dafür benötigten Verkehrsmessdaten.<br />

Die neuen Verfahren des Projektes versprechen, wesentlich zur Verbesserung der Sicherheit, der<br />

Leistungsfähigkeit und des Managements von Rechnernetzen beizutragen.<br />

Bislang erzielte Forschungsresultate<br />

Lasten (als Sequenz von Aufträgen) werden in Kommunikations- und Rechensystemen bei ihrer systeminternen<br />

(Weiter-)Verarbeitung in der Regel in ihrer Art und in ihrem inhärenten Auftragsankunftsprozess beträchtlich<br />

verändert. Die hierdurch hervorgerufenen Veränderungen der Lastcharakteristiken überführen in<br />

unserer Terminologie eine Primärlast in eine Sekundärlast, wobei dieser Vorgang als Lasttransformation be-<br />

137


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

138<br />

zeichnet wird. Wir befassen uns momentan insbesondere mit der Transformation markovscher Ankunftsprozesse,<br />

für die eine Vielzahl analytischer Bewertungsmethoden existieren.<br />

Im Berichtszeitraum konnten theoretische Resultate über die Eigenschaften fragmentierter Ankunftsströme<br />

erzielt werden, sowie die Anwendbarkeit der entwickelten Lasttransformation auf Optimierungsprobleme in<br />

Rechnernetzen gezeigt werden [Heckmüller, Wolfinger <strong>2008</strong> (a)]. Darüber hinaus erfolgte die Charakterisierung<br />

von Lasttransformationen auf Basis markovscher Ankunftsprozesse zur mathematisch-analytischen<br />

Modellierung von im Internet eingesetzten Lastglättungsmechanismen (Token- bzw. Leaky-Bucket-<br />

Regulatoren). Die Realitätsnähe dieser Transformation konnte durch Simulationsstudien untermauert werden<br />

[Heckmüller, Wolfinger <strong>2008</strong> (b)]. Zur systematischen und intuitiven Durchführung der entwickelten Transformationen<br />

wurde ein Werkzeug mit graphischer Benutzungsoberfläche entwickelt [Heckmüller, Wolfinger,<br />

Spork <strong>2008</strong>].<br />

Darüber hinaus untersuchen wir verstärkt die Invertierbarkeit von Lasttransformationen, um so die Eigenschaften<br />

von Primärlasten rekonstruieren zu können. Im Berichtszeitraum konnten hier bereits einige vielversprechende<br />

Ergebnisse erzielt werden, mit deren Hilfe teilweise detaillierte Aussagen über nicht beobachtbare<br />

Primärlasten getroffen werden können.<br />

<br />

transformer<br />

<br />

transformAlgPluginA<br />

add ()<br />

add ()<br />

setSuccessor ()<br />

setInput ()<br />

delete ()<br />

<br />

loadPlugin ()<br />

transform ()<br />

delete ()<br />

PluginA<br />

setSuccessor ()<br />

delete ()<br />

<br />

transformAlgPluginB<br />

<br />

Abbildung 2: Darstellung einer Abfolge von Transformationen im entwickelten Werkzeug BMAPTrans<br />

(links) und Sequenzdiagramm des internen Ablaufs der Transformationen (rechts)<br />

Abbildung 3: Vergleich der Zwischenankunftszeiten des analytisch transformierten Prozesses mit dem<br />

simulativ transformierten bzw. dem untransformierten Prozess zur Validierung der Token-Bucket-<br />

Transformation<br />

Schlagwörter:<br />

Lasttransformation, Verkehrs-/Lastmessungen, Traffic-Engineering, Angriffserkennung, Anomalieerkennung<br />

Publikationen aus dem Forschungsbereich:<br />

Heckmüller S., Spork M., Wolfinger B.E.: Load Transformations of Markovian Arrival Processes: Methods<br />

and Tool Support, 3rd International Workshop on Tools for solving Structured Markov Chains,<br />

SMCTools <strong>2008</strong>, Athen, Griechenland, 20. Oktober <strong>2008</strong><br />

Heckmüller S., Wolfinger B.E.: Using Load Transformations to Predict the Impact of Packet Fragmentation<br />

and Losses on Markovian Arrival Processes, 15th International Conference on Analytical and Stochastic<br />

Modelling Techniques and Applications; ASMTA'08, Nicosia, Cyprus, 4. - 6. June <strong>2008</strong> (a)<br />

run ()<br />

setInput ()<br />

run ()<br />

loadPlugin ()<br />

transform ()<br />

delete ()<br />

PluginB


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

Heckmüller S., Wolfinger B.E.: Analytical Modeling of Token Bucket Based Load Transformations, International<br />

Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems, SPECTS<br />

<strong>2008</strong>, Edinburgh, 16. - 18. June <strong>2008</strong> (b)<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />

Laufzeit der Förderung: 11/2007 bis 10/2009 (1. Förderabschnitt; Verlängerungsoption)<br />

Sachmittel: EUR 6000,--<br />

Personalmittel: 1 BAT IIa-Stelle für 2 Jahre; 1440 h für student. Hilfskräfte<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Heckmüller S., Spork M., Wolfinger B.E.: Load Transformations of Markovian Arrival Processes: Methods<br />

and Tool Support, 3rd International Workshop on Tools for solving Structured Markov Chains,<br />

SMCTools <strong>2008</strong>, Athen, Griechenland, <strong>2008</strong>, 10 S.<br />

Heckmüller S., Wolfinger B.E.: Using Load Transformations to Predict the Impact of Packet Fragmentation<br />

and Losses on Markovian Arrival Processes, 15th International Conference on Analytical and Stochastic<br />

Modelling Techniques and Applications; ASMTA'08, Nicosia, Cyprus, <strong>2008</strong>, 31 - 46.<br />

Heckmüller S., Wolfinger B.E.: Analytical Modeling of Token Bucket Based Load Transformations, International<br />

Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems, SPECTS<br />

<strong>2008</strong>, Edinburgh, <strong>2008</strong>, 15 - 23.<br />

Heidtmann K., Kiritz M., Norgall J.: Traffic Characterization and Fault Tolerance of H.264/AVC Encoded<br />

Video Streams for QoS-Management in Computer Networks, International Conference on Information<br />

Systems Architectures and Technology, ISAT'<strong>2008</strong>, Szklarska Poreba, Polen, <strong>2008</strong>, 153 - 162.<br />

Karbaschi G., Fladenmuller A., Wolfinger B.E.: Link-Quality Measurement Enhancement for Routing in<br />

Wireless Mesh Networks, 9 th IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia<br />

Networks, WoWMoM <strong>2008</strong>, Newport Beach, CA, USA, <strong>2008</strong>, 9 S.<br />

Kolesnikov A.: Konzeption und Entwicklung eines echtzeitfähigen Lastgenerators für Multimedia-<br />

Verkehrsströme in IP-basierten Rechnernetzen, Echtzeit <strong>2008</strong>, Boppard am Rhein, <strong>Informatik</strong> aktuell,<br />

Springer-Verlag, <strong>2008</strong>, 91 - 100.<br />

Kolesnikov A., Heckmüller S.: LoadSpec - ein E-Learning Werkzeug zur Lastspezifikation im Bereich der<br />

Telematik, E-Learning Baltics, eLBa <strong>2008</strong>, Rostock, <strong>2008</strong>, 243 - 253.<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

S. Heckmüller :<br />

• TU München, <strong>Informatik</strong>-Sonderkolloquium, 10. Dezember <strong>2008</strong>: “Lasttransformation in Rechnernetzen<br />

und ihre Invertierung“<br />

B. E. Wolfinger :<br />

• TU Dresden, Kolloquium des “Zentrums für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen<br />

(ZIH)”, 10. Juli <strong>2008</strong>: “Traffic Engineering and Performance Engineering for Multimedia Applications<br />

in the Internet and in Mobile Networks”<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

(a) ‘Editorial Board’- Mitgliedschaften/ Herausgebertätigkeiten:<br />

Wolfinger, Bernd E.:<br />

• International Journal of Communication Systems (J. Wiley), Mitglied Editorial Board<br />

• Far East Journal of Electronics and Communications (Pushpa Publishing House), Mitglied Editorial<br />

Board<br />

• Schriftenreihe Berichte aus dem Forschungsschwerpunkt Telekommunikation und Rechnernetze<br />

(Shaker-Verlag), Herausgeber<br />

139


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

140<br />

(b) Mitgliedschaften in Programmkomitees, u.ä.:<br />

Wolfinger, Bernd E.:<br />

TPC-Mitglied PDCN’08 (IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and<br />

Networks, 12.2.-14.2.<strong>2008</strong> in Innsbruck, Austria)<br />

TPC-Mitglied MMB’08 (14. GI/ITG Konferenz Messung, Modellierung und Bewertung von Rechen- und<br />

Kommunikationssystemen, 31.3.- 2.4.<strong>2008</strong> in Dortmund)<br />

TPC-Mitglied WOC’08 (IASTED International Conference on Wireless and Optical Communications,<br />

26.5. - 28. 5.<strong>2008</strong> in Quebec, Canada)<br />

TPC-Mitglied PDPTA’08 (International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques<br />

and Applications, 14.6. - 17.6.<strong>2008</strong> in Las Vegas, USA)<br />

TPC-Mitglied ICOMP’08 (International Conference on Internet Computing, 14.6. - 17.6.<strong>2008</strong> in Las Vegas,<br />

USA)<br />

TPC-Mitglied SPECTS’08 (International Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication<br />

Systems, 16.6. - 18.6.<strong>2008</strong> in Edinburgh, UK)<br />

TPC-Mitglied DepCoS-RELCOMEX’08 (3rd Conference on Dependability of Computer Systems, 26.6. -<br />

28.6.<strong>2008</strong> in Szklarska Poreba, Polen)<br />

TPC-Mitglied CTRQ’08 (International Conference on Communication Theory, Reliability, and Quality of<br />

Service, 29.6. - 5.7.<strong>2008</strong> in Bukarest, Rumänien)<br />

TPC-Mitglied DeLFI <strong>2008</strong> (GI-Fachtagung Deutsche eLearning Fachtagung <strong>Informatik</strong>, 7.9. - 10.9.<strong>2008</strong><br />

in Lübeck)<br />

TPC-Mitglied PIMRC <strong>2008</strong> (IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio<br />

Communications, 15.9. - 18.9.2007 in Cannes, Frankreich)<br />

TPC-Mitglied ISAT’08 (International Conference on Information Systems Architecture and Technology,<br />

21.9. - 23.9.<strong>2008</strong> in Szklarska Poreba, Polen)<br />

TPC-Mitglied DIMS’08 (IASTED International Conference on Distributed and Intelligent Multimedia<br />

Systems, 16.11.-18.11.<strong>2008</strong> in Orlando, USA)<br />

TPC-Mitglied WCSN’08 (4nd International Conference on Wireless Communication and Sensor Networks,<br />

27.12.-29.12.<strong>2008</strong> in Indore, Indien)<br />

TPC-Mitglied PDCN’09 (IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and<br />

Networks, 16.2.-18.2.<strong>2008</strong> in Innsbruck, Austria)<br />

TPC-Mitglied KiVS 2009 (16. ITG/GI-Fachtagung Kommunikation in Verteilten Systemen, 2.3. - 6.3.2009<br />

in Kassel)<br />

sowie<br />

GI-Vertrauensdozent Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> (GI) .<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Heidtmann, Klaus-Dieter:<br />

Gemeinsame Kommission „Mathematik/Physik/<strong>Informatik</strong>“<br />

TKRN-Sicherheitsbeauftragter<br />

TKRN-Lehrplanungsbeauftragter<br />

Lehmann, Martin:<br />

Promotionsausschuss<br />

Beauftragter des FB <strong>Informatik</strong> für die Verwaltung der Tutoren- und Student. Hilfskraftmittel<br />

Wolfinger, Bernd:<br />

Prüfungsausschuss (sowohl für Diplom- als auch für BSc/MSc-Studiengang)<br />

Promotionsausschuss (Stellvertr. Vorsitzender)<br />

Habilitationsausschuss<br />

Ausschuss zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses<br />

Ausschuss „Bestes Vordiplom“<br />

Gemeinsame Kommission „Mathematik/Physik/<strong>Informatik</strong>“<br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Heckmüller, Stephan:<br />

Gutachtertätigkeit für die Tagungen MMB <strong>2008</strong> (ITG/GI-Konferenz Messung, Modellierung und Bewertung<br />

von Rechen- und Kommunikationssystemen), SPECTS <strong>2008</strong> (Internat. Symp. on Performance<br />

Evaluation of Computer and Telecommunication Systems) sowie KiVS 2009 (ITG/GI-Fachtagung<br />

Kommunikation in Verteilten Systemen).<br />

Heidtmann, Klaus:<br />

Gutachter-/Refereetätigkeit für die Zeitschrift IEEE Transactions on Reliability, <strong>2008</strong>


AG Telekommunikation und Rechnernetze TKRN – VIKS<br />

Gutachtertätigkeit für die Tagungen PDCN’08 (IASTED Internat. Conf. on Parallel and Distributed<br />

Computing and Networks) sowie DeLFI <strong>2008</strong> (GI-Fachtagung Deutsche eLearning Fachtagung <strong>Informatik</strong>).<br />

Lehmann, Martin:<br />

Gutachtertätigkeit für die Tagung SPECTS <strong>2008</strong> (Internat. Symp. on Performance Evaluation of Computer<br />

and Telecommunication Systems).<br />

Wolfinger, Bernd:<br />

Begutachtungen für die Zeitschriften Computer Networks und IT – Information Technology, <strong>2008</strong> sowie<br />

Gutachtertätigkeit (i) für die Konferenzen/Tagungen SPECTS <strong>2008</strong>, WOC’08, MMB <strong>2008</strong>, PDCN’08,<br />

DepCoS_RELCOMEX’08, WCSN’08, PIMRC’08, DeLFI <strong>2008</strong>, CTRQ <strong>2008</strong>, etc als Mitglied des<br />

Programmkomitees (s.o.); sowie (ii) für die Zeitschrift Internat. Journal of Communication Systems<br />

(J. Wiley) als Member des Editorial Board (s.o.).<br />

Externer Gutachter bzw. Prüfer in den Promotionsverfahren von Frau Dr. G. Karbaschi, Dr. C. Rolland<br />

und Herrn Dr. Thomas Begin (allesamt Wissenschaftler/Doktoranden des LIP6, Université Pierre et<br />

Marie Curie, Paris; März & Dez. <strong>2008</strong>).<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

--<br />

Preisverleihungen an Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Wolf, Jürgen:<br />

MMB-Preis „Beste Dissertation 2007“, GI/ITG-Fachgruppe „Messung, Modellierung und Bewertung von<br />

Rechensystemen (MMB)“: Preisverleihung bei der MMB<strong>2008</strong>-Konferenz, Dortmund, April <strong>2008</strong><br />

Kolesnikov, Andrey:<br />

Preis (Diplomarbeitsauszeichnung) des GI/GMA-Fachausschusses "Echtzeitsysteme", <strong>2008</strong>: Preisverleihung<br />

bei der Echtzeit <strong>2008</strong>-Fachtagung, Boppard, November <strong>2008</strong><br />

141


VIKS – TKRN <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

142


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Arbeitsbereich<br />

Verteilte Systeme und Informationssysteme (VSIS)<br />

Vogt-Kölln-Straße 30 ,Haus F, D-22527 <strong>Hamburg</strong>; Tel.: +49 40 428 83-2420, Fax: +49 40 428 83-2328<br />

http://vsis-www.informatik.uni-hamburg.de<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung:<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr. Winfried Lamersdorf, Dr.-Ing. Norbert Ritter<br />

AssistenInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inf. Dirk Bade, Dr. Lars Braubach, Dipl.-Inf. Marc Holze, Dipl.-Inf. Martin Husemann, Dipl.-Inf.<br />

Kathleen Krebs, Dipl.-Inform. Fabian Panse, Dr. Alexander Pokahr, Dipl.-Inf. Michael v. Riegen, Dipl.-Inf.<br />

Ante Vilenica (seit 01.11.<strong>2008</strong>), Dipl.-Inf. Sonja Zaplata<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Anne Awizen (Fremdsprachliche Angestellte), Dipl.-Ing. (FH) Volker Nötzold (Systemunterstützung)<br />

DoktorandInnen:<br />

Dipl.-Math. Iryna Kozlova, Dipl.-Inform. (FH) Jan Sudeikat, Dipl.-Inform. Harald Weinreich<br />

Allgemeiner Überblick<br />

VSIS umfasst zwei Teilgruppen, die jeweils eigenständig auf unterschiedlichen aber thematisch verwandten<br />

Themengebieten forschen und lehren: dem der „Verteilten Systeme“ (VS), geleitet von Prof. Dr. W. Lamersdorf,<br />

sowie dem der „Datenbanken und Informationssysteme“ (IS), geleitet von Prof. Dr. N. Ritter.<br />

Dabei werden im Bereich VS schwerpunktmäßig die Konzeption, prototypische Implementierung sowie der<br />

Einsatz und die Anwendung von Systemsoftware zur Unterstützung offener verteilter Anwendungen betrachtet;<br />

der Bereich IS beschäftigt sich vorrangig mit Entwurfs-, Konzeptions- und Implementierungsfragen von<br />

Informations-, Datenbank- und Datenbankverwaltungssystemen – speziell Modellierungs-, Architektur- und<br />

Realisierungskonzepten zur Unterstützung der Datenverwaltung in komplexen Anwendungsbereichen.<br />

Da die Komplexität aktueller Anwendungen beider Teilbereiche im Wesentlichen auf Probleme der Heterogenität<br />

und Verteilung zurückzuführen ist, ergänzen sich beide Teilbereiche gegenseitig und greifen thematisch<br />

ineinander. Exemplarische gemeinsame Arbeitsgebiete sind aktuelle Systemtechnologien wie z.B. Service<br />

Oriented Architectures (SOA) bzw. Web-Services. Dies umfasst auch die Beschäftigung mit verschiedenen<br />

Arten von (verteilten Geschäfts-) Prozessen (Workflows)und verschiedenste Aspekte des GRID Computing<br />

auf der Grundlage der immer leistungsfähigeren und weiter verbreiteten Informations- und Kommunikationstechnologien,<br />

wie z.B. der des Internets.<br />

Forschungsschwerpunkte im Bereich „Verteilte Systeme“<br />

So entsteht auf Anwendungsebene ein offener elektronischer Markt von Akteuren und Diensten, in dem<br />

Diensterbringer dedizierte Funktionen (wie z. B. Datenbankdienste) über wohl definierte Schnittstellen einer<br />

Vielzahl von externen Dienstnehmern – im Sinne einer Service Oriented Architecture (SOA) – zur Verfügung<br />

stellen oder auch als eigenständige Akteure direkt (peer-to-peer) untereinander koordinieren. Dabei spielen<br />

anwendungsspezifische Kooperations- und Kommunikationsunterstützung, dedizierte Systemdienste (wie<br />

z.B. Web Services) sowie generische Systemplattformen und -funktionen zur Unterstützung von Dienstauswahl,<br />

-vermittlung und -verwaltung und zur Dienstintegration (im Sinne zusammengesetzter Dienste oder<br />

auch Software-Komponenten) sowie zur Dienstkoordination (im Sinne verteilter Abläufe, Workflows oder<br />

Geschäftsprozesse) eine wichtige Rolle. Gerade im Kontext elektronischer Dienstemärkte muss jedoch auch<br />

die Möglichkeit zur Individualisierung von Softwareanwendungen für alle Marktteilnehmer erhalten bleiben;<br />

dies gilt z.B. für innovative Verhandlungsprotokolle oder Koordinations- und Vertragsschablonen (meist verteilt<br />

ablaufender, z.T. auch organisationsübergreifender) Geschäftsprozesse.<br />

Um so in verteilten Umgebungen Dienste effizient nutzen und miteinander kombinieren zu können, müssen<br />

derartige Kooperationen von geeigneten generischen Systemdiensten (wie z.B. Middleware-Plattformen) angemessen<br />

unterstützt werden. Solche zu konzipieren und (weiter) zu entwickeln ist ein wichtiges Ziel der<br />

Forschungsarbeiten des Bereiches VS. Die Komplexität der dabei anfallenden Probleme beruht u. a. auf der<br />

143


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

144<br />

Heterogenität und Offenheit der verwendeten Netze und Diensterbringer sowie der Diskrepanz zwischen<br />

möglichst parallel zu unterstützenden Integrations- und Autonomieanforderungen.<br />

Forschungsgegenstände früherer Jahre waren deshalb u.a. anwendungsnahe Kommunikationsfunktionen für<br />

verteilte (Dienst-) Gruppen und deren Kooperationsbedürfnisse, geeignete Repräsentationsformen für die<br />

Dienstspezifikationen, ergänzende Notariats-, Sicherheits- und Abrechnungsfunktionen sowie eine gemeinsame<br />

Plattform für Systemkomponenten zur Unterstützung des Zugangs zu entfernten Diensten in offenen<br />

verteilten Umgebungen. Darauf wurden dann erweiterte Vermittlungskomponenten (Trader/Broker) konzipiert<br />

und auf unterschiedlichen (Standard-) Middleware-Plattformen implementiert. Dabei wird der Zugang<br />

zu Diensten durch spezielle Systemfunktionen zur Spezifikation, Speicherung und Kontrolle von Dienstangeboten<br />

auf der Grundlage standardisierter Schnittstellen und Protokolle unterstützt. Ein wichtiges Thema im<br />

Anwendungsgebiet E-Business/E-Commerce ist zudem die systemtechnische Unterstützung des Aushandelns,<br />

des Abschlusses sowie der Ausführung von Verträgen mit verschiedenen, autonomen Partnern in offenen<br />

verteilten Umgebungen (wie z.B. im Intra- oder Internet).<br />

Darüber hinaus wichtig ist aber auch die Koordination und Kontrolle komplexer verteilter Dienste und Anwendungsvorgänge<br />

sowie die Steuerung (bzw. das Management) verteilt ablaufender Funktionen und Anwendungen<br />

mit unterschiedlichen Charakteristika durch Mechanismen und Systemfunktionen von entsprechenden<br />

dezentralen Koordinationsmechanismen – wie z.B. (Multi-) Agentenplattformen, Event-driven Architectures<br />

(EDA) oder Policy Management-Komponenten.<br />

Dazu bekommt der Zugang zu Diensten von mobilen Geräten unterschiedlicher Art (vom PDA bis zum Mobiltelefon)<br />

aus und von nahezu beliebigen Orten und deren ortsabhängige (kontextbasierte) Steuerung eine<br />

immer stärkere Bedeutung. Auch derartige Anwendungen sind (oft hochgradig) verteilt und erfordern eine<br />

sowohl auf die besonderen Verteilungsaspekte als auch auf die speziellen (oft eingeschränkten) Eigenschaften<br />

der Geräte abgestimmte Systemunterstützung – u.a. auch mit dem Ziel möglichst weit gehender Autonomie<br />

oder sogar (n zunehmendem Maße) Selbstorganisation.<br />

Derartige Themen wurde im Bereich VS u.a. auch im Rahmen verschiedener Drittmittelprojektakte untersucht:<br />

so z.B. 1996-2000 durch die von der EU geförderten Projekte „OSM“ (ACTS) und „COSMOS“<br />

(ESPRIT), 1996-2000 im DFG-Projekt „DynamiCS“, im Anwendungsbereich Elektronische Bibliotheken<br />

1997-1999 in den BMBF-Projekten „GlobalInfo“ und „Medoc“ und im Bereich verteilte Umweltinformationssysteme<br />

1997-2000 durch das von der GKSS geförderte Projekt „TIDE“; 2002-2004 dann zum Thema<br />

„Web Services“ im von den HP Labs in Bristol, UK, geförderten Projekt „FRESCO“ sowie 2000-<strong>2008</strong> im<br />

Bereich der Anwendung von (Multi-) Agententechnologien auf die Krankenhauslogistik das von der DFG im<br />

Schwerpunktprogramm ‚Intelligente Softwareagenten und betriebswirtschaftliche Anwendungsszenarien’ geförderte<br />

Projekt „MedPAge“. Aktuell sind vor allem die DFG-Projekte „SodekoVS“ (zum Thema Selbstorganisation<br />

– s.u.) und „Go4Flex“ (neu ab 2009 zusammen mit der Fa. Daimler im Bereich Geschäftsprozessunterstützung)<br />

sowie das von der EU geförderte Network of Exzellence „S-Cube“ (s.u.) von Bedeutung.<br />

Schließlich wird durch aktive (Mit-) Gestaltung von Workshops und Tagungen versucht, diese Forschungsarbeiten<br />

auch im nationalen und internationalen Kontext zu fördern und zu diskutieren: So wurde u.a. bereits<br />

1998 die erste internationale IFIP Working Conference zu „Trends in Distributed Systems for Electronic<br />

Commerce“ initiiert, inhaltlich gestaltet und in <strong>Hamburg</strong> ausgerichtet, die u.a. zur Gründung der seitdem auf<br />

diesem Gebiet tätigen IFIP WG 6.11 führte. 2001 wurde in <strong>Hamburg</strong> die 13. GI/ITG-Konferenz „Kommunikation<br />

in Verteilten Systemen“ durchgeführt und inhaltlich gestaltet, 2004 das Programm der 4. Internationalen<br />

Konferenz „e-Commerce, e-Business und e-Government“ als Teil des 18. IFIP Welt-Kongresses in Toulouse,<br />

Frankreich, 2005 die 3. GI-Konferenz „Multiagent System Technologies“ (MATES) in Koblenz und<br />

die Workshops der 3. ACM „International Conference on Service-Oriented Computing“ (ICSOC) in Amsterdam<br />

koordiniert – ebenso wie 2006 das Programm der ICSOC 2006 in Chicago (als PC Co-Chair) und <strong>2008</strong><br />

die Workshops auf der ICSOC <strong>2008</strong> in Sydney, Australien. 2009 wird ein Workshop auf der „Wirtschaftsinformatik<br />

2009“ in Wien gestaltet und im September in <strong>Hamburg</strong> die MATES 2009 von VSIS ausgerichtet..<br />

Forschungsschwerpunkte im Bereich „Datenbanken und Informationssysteme“<br />

Die IS-Forschungsschwerpunkte lassen sich in die nachfolgend angeführten drei Blöcke einteilen, die alle<br />

Gegenstand aktueller Arbeiten sind.<br />

Aktuelle Datenbanktechnologie und Autonomic Computing. Neben formalen Grundlagen und technischer<br />

Umsetzung der Integration von relationalen und objektorientierten Konzepten sind die Gestaltung und die<br />

Nutzung der Erweiterbarkeit von objekt-relationalen Datenbanksystemen (ORDBS) ein aktueller Forschungsgegenstand.<br />

Darüber hinaus ist die Anfrageverarbeitung, insbesondere die Auswertung von SQL-<br />

Prädikaten in (objekt-)relationalen Datenmodellen/Systemen mit dem Ziel zu verfeinern, auch im Falle des<br />

Auftretens von Nullwerten Ergebnismengen höchster Qualität zu garantieren.<br />

Ein weiteres akutes Problem aktueller, kommerzieller Datenbanksysteme im betrieblichen Einsatz ist der<br />

steigende Anteil der Administrationskosten, welche die Kosten für Hardware und Software heute bereits<br />

deutlich übersteigen. Das Forschungsgebiet der Autonomen Datenbanksysteme hat das Ziel, die Kosten für<br />

Administration und Wartung durch die Übertragung der Prinzipien des Autonomic Computing zu reduzieren.<br />

Im Zentrum der Untersuchungen steht daher die Entwicklung von Konzepten, mit denen sich Wartungsarmut


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

und automatische Performanzoptimierung von Datenbanksystemen unter wechselnden Zugriffsszenarien realisieren<br />

lassen. Diese Arbeiten finden in enger Kooperation mit IBM (Deutschland Entwicklung GmbH, Böblingen)<br />

statt.<br />

Web-basierte Informationssysteme, Information Integration und Service-oriented Computing. Sehr viele Anwender<br />

stehen vor dem Problem, eine Vielzahl von Systemen/Datenquellen integrieren zu müssen, um sie<br />

gemeinsam effizient nutzbar zu machen. Hierzu werden insbesondere (DB-basierte) Middleware-Ansätze betrachtet,<br />

die globale Sichten über verteilte heterogene Datenquellen zu deren integrierter Verarbeitung anbieten,<br />

wobei sowohl die eigentliche Datenintegration (strukturierte, semi-strukturierte, unstrukturierte Daten)<br />

als auch die Ablaufkontrolle (Transaktionen, Workflows) geeignet unterstützt werden müssen. Aktuelle<br />

Middleware-Technologie bietet grundlegende Mechanismen der Web-Anbindung von Informationssystemen<br />

und stellt somit Plattformen für Web-Services und Grid-Data-Services dar. Letztere unterliegen zurzeit intensiven<br />

Forschungs- und Standardisierungsbemühungen. Aus dem Gebiet des Service-oriented Computing ergeben<br />

sich zahlreiche neue Anforderungen für die Datenverwaltung in komplexen, offenen, verteilten Systemumgebungen.<br />

Insbesondere die Vielzahl von Datenquellen sowie die Dynamik datenzentrischer Verarbeitungsprozesse<br />

in solchen Umgebungen erfordern neue Mechanismen sowohl der (Daten-)Integration als auch<br />

der Ablaufkontrolle (Koordination, Transaktionskontrolle). Forschungsarbeiten im Bereich der dynamischen<br />

Datenintegration entwickeln Ansätze einer Integration von Datenquellen, ohne diese vor dem Anfragezeitpunkt<br />

einer (statischen) Schemaintegration zu unterziehen, und untersuchen systematisch, welche Ergebnisqualität<br />

auf diese Weise erreicht werden kann. Hinsichtlich der Ablaufkontrolle und -koordination werden<br />

existierende Standards, wie z.B. WS-Coordination und WS-Transaction, betrachtet und dahingehend weiterentwickelt,<br />

dass eine trotz der erforderlichen Flexibilität möglichst weitgehende Kontrolle sich dynamisch<br />

entwickelnder, komplexer Abläufe in Web-Service- bzw. Grid-Umgebungen ausgeübt werden kann.<br />

Eine andere Facette des Service-oriented Computing führte zu dem Begriff der 'Software as a Service'. Zur<br />

Umsetzung dieser Idee ist es auf Seiten des Service-Anbieters von entscheidender Bedeutung, eine geeignete<br />

Zerlegung der Systemfunktionalität in einzelne Dienste vorzunehmen und für diese Dienste ein flexibles, automatisiertes<br />

Workload Management sowie ein dynamisches Bereitstellen (Provisioning) der von den Kunden<br />

jeweils benötigten und ihnen laut Service-Level-Agreements zustehenden 'Service-Power' durchzuführen.<br />

In Zusammenarbeit mit namhaften Sofware-Herstellern und deren Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen<br />

wird an diesen Fragestellungen intensiv geforscht. Eines der Resultate dieser Forschungskooperationen<br />

ist ein im Frühjahr 2007 begonnenes, auf zunächst 2 Jahre mit Verlängerungsoption ausgelegtes, von<br />

IBM (Deutschland Research & Development GmbH, Böblingen) finanziertes Forschungsprojekt.<br />

Transaktionale und organisatorische Kontrolle in komplexen Workflow-Umgebungen. Dieser dritte Block<br />

überlappt ebenfalls die Forschungsschwerpunkte der beiden VSIS-Bereiche. Obwohl transaktionale<br />

Workflows eine etablierte Technologie darstellen, ergeben sich in komplexen, organisationsübergreifenden<br />

Arbeitsabläufen insbesondere dann neue Anforderungen an die Systemunterstützung, wenn die Zusammenarbeit<br />

als missions- bzw. sicherheitskritisch angesehen werden muss. Unter dem Stichwort Organisational<br />

Control werden hierbei beispielsweise neue Mechanismen für Monitoring und Supervision entwickelt, die einerseits<br />

die geeignete Beteiligung des einzelnen Partners am übergreifenden Prozess und andererseits das<br />

Vertrauen eines Partners in die Beiträge der jeweils anderen Prozessbeteiligten sicherstellen. Diese Fragestellungen<br />

werden insbesondere im Rahmen eines von der EU finanzierten Projektes untersucht.<br />

Die genannten Blöcke spannen den großen Bereich von der eigentlichen Gestaltung neuer Datenbanktechnologie<br />

bis hin zur Nutzung dieser Technologie in komplexen, modernen Anwendungssystemen auf und sind<br />

daher von absoluter Relevanz.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie & industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• C1 Ponton Consulting GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• Daimler Research, Böblingen<br />

• Gentleware AG, <strong>Hamburg</strong><br />

• IBM Deutschland Research & Development GmbH, Böblingen<br />

• InterSystems GmbH, Darmstadt<br />

• InUce, Softwareentwicklung, <strong>Hamburg</strong><br />

• Poet Software GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• SinnerSchrader, Neue <strong>Informatik</strong>, <strong>Hamburg</strong><br />

• Software-AG, Darmstadt<br />

• Versant GmbH, <strong>Hamburg</strong><br />

• u.a.<br />

<strong>Universität</strong>en und Technische Hochschulen in Deutschland<br />

• <strong>Universität</strong>skrankenhaus Eppendorf (UKE) der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

145


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

146<br />

• <strong>Universität</strong> Mannheim<br />

• <strong>Universität</strong> Stuttgart<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Kaiserslautern<br />

• Humboldt-<strong>Universität</strong> Berlin<br />

• <strong>Universität</strong> Rostock<br />

• Hochschule Wismar<br />

• u.a.<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• University of Trento, Italy<br />

• University College London, UK<br />

• IBM Database Research San Jose, Kalifornien, USA<br />

• IBM Research/Software Group, Yorktown, New York, USA<br />

• Wirtschaftsuniversität Posnan, Polen<br />

• <strong>Universität</strong> Szczecin, Polen<br />

• Ökonomische Hochschule, Turku, Finnland<br />

• Tilburg University, Niederlande<br />

• University of Technology, Sydney, Australien<br />

• u.a.<br />

Ausstattung<br />

Als experimentelle Systemumgebung dient VSIS für Zwecke der Lehre und Forschung ein heterogenes lokales<br />

Netz, das vor allem aus PCs, einigen SUN-Workstations als lokalen Servern sowie aus einer SunFireV880<br />

als DV-Server und einem Dell-Server als Windows-Server zur Versorgung von ThinClients mit<br />

Windows-basierten Diensten besteht. Auf diesem Netz sind die wichtigsten aktuell verfügbaren Komponenten<br />

verteilter Middleware und aktueller Informationssystemplattformen (wie z.B. objekt-relationale Datenbankverwaltungssysteme<br />

und J2EE-Applikations-Server) installiert. Auf diese Weise steht exemplarisch eine<br />

heterogene Netzumgebung sowohl für praktisch ausgerichtete Lehrveranstaltungen als auch für Experimente<br />

und Prototypentwicklungen der Forschung zur Verfügung. Mit dem Ziel einer möglichst realitätsnahen Lehre<br />

und Forschung wird dabei stets versucht, weitgehend aktuelle – auch kommerzielle – (System-) Softwareinstallationen<br />

zur Unterstützung offener verteilter und datenintensiver Anwendungen einzusetzen und diese<br />

laufend zu aktualisieren.<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

a) Aktuelle Teilprojekte (etatisiert)<br />

2.1 Entwurf und Realisierung offener, verteilter Multiagentensysteme mit rationalen Agenten (Jadex)<br />

Braubach, Lars, Dr.; Pokahr, Alexander, Dr.; Bade, Dirk, Dipl.-Inf .; Lamersdorf, Winfried, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Intelligente Agenten sind ein Modellierungsparadigma, das auf der Beschreibung von Agenten mit mentalen<br />

Konzepten beruht. Ziel des Jadex Projektes ist es zu untersuchen, wie diese Konzepte, unter Berücksichtigung<br />

etablierter Paradigmen wie der Objektorientierung, auf der Design- und Implementierungsebene adäquat<br />

umgesetzt werden können. Jadex ist als Erweiterung zu existierenden agentenorientierten oder OObasierten<br />

Middleware-Plattformen konzipiert und ergänzt diese um eine Abstraktionsschicht, die es ermöglicht,<br />

rationale Agenten gemäß dem Paradigma „Belief-Desire-Intention“ (BDI) zu konstruieren. Insbesondere<br />

beschäftigt sich das Projekt mit der Fragestellung, wie die Agententechnologie, z.B. durch die Anbindung<br />

an verbreitete Standards wie J2EE, in den Mainstream der Softwareentwicklung Einzug finden kann. Weitere<br />

Forschungsschwerpunkte sind darauf ausgerichtet, die bisher konzipierte BDI-Architektur durch zusätzliche<br />

Aspekte zu ergänzen, z.B. durch die Integration von Lern- bzw. Planungsmechanismen aus der Künstlichen<br />

Intelligenz (KI). Außerdem wird untersucht, auf welche Art und Weise soziale Strukturen (z.B. Gruppen-<br />

und Rollenkonzepte) zur Abbildung von (verteilten) Organisationsstrukturen eingebunden werden können.<br />

Schlagwörter:<br />

Multiagentensysteme, rationale Agenten, Agentenorientierte Softwareentwicklung (AOSE)


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Bordini, R., Braubach, L. Dastani, M., El Fallah Seghrouchni, A., Gomez-Sanz, J., Leite, J., O'Hare, G., Pokahr,<br />

A., Ricci, A.: „A Survey of Programming Languages and Platforms for Multi-Agent Systems“, in:<br />

Informatica 30, pp. 33-44, 2006<br />

Bade, D., Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: An Awareness Model for Agents in Heterogeneous Environments,<br />

in: Int. Workshop on Programming Multi-Agent Systems (ProMAS-6), Springer Verlag,<br />

2009, pp. 152-167<br />

Braubach, L.: „Architekturen und Methoden zur Entwicklung verteilter agentenorientierter Softwaresysteme“,<br />

Dissertation, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007, erschienen bei Lulu Enterprises Inc., Morrisville, NC,<br />

ISBN 978-3-00-023107-0<br />

Braubach L., Pokahr, A., “From a Research to an Industrial-Strength Agent Platform: Jadex V2“, 9. Internationale<br />

Tagung Wirtschaftsinformatik, erscheint 2009<br />

Braubach, L., Pokahr, A.: „Goal-Oriented Interaction Protocols”, in: Petta, P., Müller, J., Klusch, M.,<br />

Georgeff, M. (Hrsg.): Fifth German conference on Multi-Agent System TEchnologieS (MATES-2007),<br />

Springer, 2007, pp. 85-97<br />

Braubach, L., Pokahr, A.: Representing Long-Term and Interest BDI Goals, in: In Proceedings of the 8th International<br />

Joint Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS'09) (Poster), erscheint<br />

2009<br />

Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „Tools and Standards“, in: S. Kirn, O. Herzog, P. Lockemann, O.<br />

Spaniol (Hrsg.): Multiagent Engineering - Theory and Applications in Enterprises, Springer, 2006, pp.<br />

503-530<br />

Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „Extending the Capability Concept for Flexible BDI Agent Modularization“,<br />

in: R.H. Bordini, M. Dastani, J. Dix, A. El Fallah Seghrouchni (Hrsg.): Proc. 3 rd international<br />

Workshop on Programming Multi-Agent Systems (PROMAS 2005), in conjunction with 4 th Interna-tional<br />

Joint Conference on Autonomous Agents & Multi-Agent Systems (AAMAS 2005), Utrecht,<br />

Niederlande, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006, pp. 139-155<br />

Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W., Krempels, K.-H., Woelk, P.-O.: „A Generic Time Management<br />

Service for Distributed Multi-Agent Systems”, in: Applied Artificial Intelligence, Special Issue on ‘Best<br />

of AT2AI-4’, Volume 20, Numbers 2-4, February-April 2006, pp. 229-249<br />

Braubach, L. Pokahr, A., Paschke, A. “Using Rule-Based Concepts as Foundation for Higher-Level Agent<br />

Architectures”, in: Handbook of Research on Emerging Rule-Based Languages and Technologies: Open<br />

Solutions and Approaches, erscheint 2009<br />

Pokahr A., Braubach L., Walczak L., Lamersdorf, W.: Jadex - Engineering Goal-Oriented Agents, in: Developing<br />

Multi-Agent Systems with JADE, Bellifemine F., Caire G., Greenwood D., Wiley & Sons, pp. 254-<br />

258<br />

Hindriks, K., Pokahr, A., Sardina, S.: “Programming Multi-Agent Systems – 6th International Workshop<br />

ProMAS <strong>2008</strong>”, Springer, erscheint in 2009<br />

Lockemann, P. C., Nimis, J., Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „Architectural Design“, in: S. Kirn,<br />

O. Herzog, P. Lockemann, O. Spaniol (Hrsg.): Multiagent Engineering - Theory and Applications in Enterprises,<br />

Springer, 2006, pp. 405-429<br />

Piunti, M., Ricci, A., Braubach, L., Pokahr, A.: „Goal-Directed Interactions in Artifact-Based MAS: Jadex<br />

Agents playing in CARTAGO Environments”, in: Jain, L.; Lingras, P.; Klusch, M.; Lu, J.; Zhang, C.;<br />

Cercone, N.; Cao, L. (Hrsg.): Proc. ‘The <strong>2008</strong> IEEE/WIC/ACM International Conference on Web Intelligence<br />

and Intelligent Agent Technology’ (WI/IAT-<strong>2008</strong>), IEEE Computer Society, <strong>2008</strong>, pp. 207-213<br />

Pokahr, A.: „Programmiersprachen und Werkzeuge zur Entwicklung verteilter agentenorientierter Softwaresysteme“,<br />

Dissertation, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007, erschienen bei Lulu Enterprises Inc., Morrisville, NC<br />

Pokahr, A., Braubach, L.: “An Architecture and Framework for Agent-Based Web Applications”, in: Burkhard,<br />

H.D., Lindemann, G., Verbrugge, R., Varga, L. (Hrsg).:5th International Central and Eastern European<br />

Conference on Multi-Agent Systems (CEEMAS 2007), Springer, 2007, pp. 304-306<br />

Pokahr, A., Braubach, L.: “A Survey of Agent-oriented Development Tools”, in: Multi-Agent Programming -<br />

Languages, Tools and Applications, erscheint 2009.<br />

Pokahr, A., Braubach, L.: „The Webbride Framework for Building Web-Based Agent Applications”, in Dastani,<br />

M.; El Fallah Segrouchni, A.; Leite, J.; Torroni, P. (Hrsg.): Proc. ‘First International Workshop on<br />

LAnguages, methodologies and Development tools for multi-agent systemS’ (LADS 2007), Springer-<br />

Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, pp. 173-190<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Sudeikat, J., Renz, W., Lamersdorf, W.: „Simulation and Implementation of Logistics<br />

Systems based on Agent Technology”, in: Blecker, T.; Kersten, W.; Gertz, C. (Hrsg.): Proc. ‘<strong>Hamburg</strong><br />

International Conference on Logistics <strong>2008</strong>: Logistics Networks and Nodes’, Erich Schmidt Verlag,<br />

Berlin, <strong>2008</strong>, pp. 291-308<br />

147


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

148<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Walczak, A., Lamersdorf, W.: “Jadex - Engineering Goal-Oriented Agents”, in:<br />

Bellifemine, F., Caire, G., Greenwood, D. (Hrsg.): Developing Multi-Agent Systems with JADE, John<br />

Wiley & Sons, 2007, pp. 254-258<br />

Sudeikat, J., Braubach, L., Pokahr, A., Renz, W, Lamersdorf, W.: “Systematically Engineering Self–<br />

Organizing Systems: The SodekoVS Approach”, in: Journal of Electronic Communications of the<br />

EASST, erscheint 2009.<br />

Sudeikat ,J., Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „Validation of BDI Agents“, in: R. Bordini, M. Dastani,<br />

J. Dix and A. El Fallah Seghrouchni (Hrsg.): The 4 th International Workshop on Programming Multiagent<br />

Systems (ProMAS-2006), Springer, 2007, pp. 185-200<br />

Walczak, A., Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „Augmenting BDI Agents with Deliberative Planning<br />

Techniques“, in: Bordini, R., Dastani, M., Dix, J.. El Fallah Seghrouchni, A. (Hrsg.): The 4 th International<br />

Workshop on Programming Multiagent Systems (ProMAS-2006), Springer, 2007, pp. 113-127<br />

2.2 Distributed Environment for Mobility-Aware Computing (DEMAC)<br />

Zaplata, Sonja, Dipl.-Inform.; Kunze, Christian Philip, Dr.; Lamersdorf, Winfried, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Aufbauend auf dem Konzept der kontextbasierten Kooperation können dienstbasierte Geschäftsprozesse dezentral<br />

auf mobilen Geräten initiiert und in kooperativer Art und Weise von mobilen und stationären Geräten<br />

gemeinsam ausgeführt werden. Das Projekt DEMAC integriert das Konzept solcher langlebigen benutzerzentrischen<br />

Prozesse in eine Middleware für mobile Systeme. Dazu wird eine Systemplattform entwickelt,<br />

welche auf Basis aktueller Kontextinformationen die Beschreibung, die verteilte Ausführung und das Management<br />

so genannter Mobiler Prozesse ermöglicht.<br />

Besondere Herausforderungen für die zuverlässige und zielgerichtete Ausführung solcher Prozesse stellen<br />

vor allem die aus der Mobilität resultierenden Flexibilitätsanforderungen, die Autonomie der Teilnehmer und<br />

die Dezentralität der Prozessausführung dar. Aktuelles Ziel dieses Projekts ist es daher, das Management dieser<br />

Prozesse kooperativ und selbstorganisiert von den mobilen und ggf. stationären Teilnehmern auszuführen<br />

und benutzerdefiniert angemessen steuern und überwachen zu können. Hierzu wird u.a. ein Managementsystem<br />

entwickelt, welches den Lebenszyklus eines mobilen Prozesses (angefangen von seiner Modellierung,<br />

über die gezielte Selektion und Allokation von Prozessteilnehmern, die Überwachung der verteilten Ausführung<br />

und die Fehlerbehandlung, bis hin zur deren nachträglicher Auswertung) unter Beachtung der oben genannten<br />

Rahmenbedingungen angemessen unterstützt.<br />

Schlagwörter:<br />

Mobile Business Process Management, Context Awareness, Adaptability, Service Oriented Computing, Mobile<br />

Middleware, Mobile Computing.<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Zaplata, S., Vilenica, A., Bade, D., Kunze, C.P.: „Abstract User Interfaces for Mobile Processes “, in: 16.<br />

Fachtagung Kommunikation in Verteilten Systemen (KiVS 2009), zur Veröffentlichung in 2009 angenommen.<br />

Zaplata, S., Bade, D., Vilenica, A.: „Service-based Interactive Workflows for Mobile Environments“, in: Robert<br />

Hansen, Dimitris Karagiannis, Hans-Georg Fill (Hrsg): Business Services: Konzepte, Technologien,<br />

Anwendungen - 9. Internationale Tagung Wirtschaftsinformatik (WI 2009), <strong>Universität</strong>sverlag Karlsruhe,<br />

zur Veröffentlichung in 2009 angenommen.<br />

Kunze, C. P., Zaplata, S., Turjalei, M., Lamersdorf, W: „Enabling Context-based Cooperation: A Generic<br />

Context Model and Management System”, in: Abramowicz, W., Fensel, D. (Hrsg.): Proc. 11 th International<br />

Conference on Business Information Systems (BIS <strong>2008</strong>), Springer-Verlag, Berlin Heidelberg,<br />

<strong>2008</strong>, pp. 459-470<br />

Zaplata, S.: „Collaborative Management of Distributed Business Processes - A Service-Based Approach“, in:<br />

Robert Meersman, Zahir Tari, Pilar Herrero et al. (Hrsg.): On the Move to Meaningful Internet Systems<br />

(OTM 2007) Workshops, pp. 304-313, Springer, 2007.<br />

Zaplata, S; Kunze, C.P.: „Prozessmanagement im Mobile Computing - Kooperative Ausführung von Geschäftsprozessen<br />

im Umfeld serviceorientierter Architekturen“, VDM Verlag, 2007.<br />

Kunze, C.P., Zaplata, S., Lamersdorf, W.: „Abstrakte Dienstklassen zur Realisierung mobiler Prozesse“, in:<br />

Braun, T., Carle, G., Stiller, B. (Hrsg): Konferenzband zur KiVS 2007 für Kurz-, Industrie- und Workshopbeiträge,<br />

pp. 123 - 128, VDE Verlag, 2007.


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Kunze, C.P., Zaplata, S., Lamersdorf, W.: „Mobile Processes: Enhancing Co-operation in Distributed Mobile<br />

Environments“, in: Journal of Computers, Academy Publisher, pp. 1-11, Februar 2007<br />

Von Riegen, M.; Zaplata, S.: „Supervising Remote Task Execution in Collaborative Workflow Environments“<br />

in: Braun, T., Carle, G., Stiller, B. (Hrsg): Konferenzband zur KiVS 2007 für Kurz-, Industrie-<br />

und Workshopbeiträge, pp. 337-358, VDE Verlag, 2007.<br />

Kunze, C.P., Zaplata, S., Lamersdorf, W.: „Mobile Process Description and Execution“, in: Frank Eliassen<br />

and Alberto Montresor (Hrsg.): Proceedings of the 6th IFIP WG 6.1 International Conference on Distributed<br />

Applications and Interoperable Systems, pp. 32-47, Springer, 2006.<br />

2.3 Software-Engineering for Self-Organizing Multi-Agent Systems (SE-SO-MAS)<br />

Sudeikat, Jan, Dipl.-Inform. (FH); Lamersdorf, Winfried, Prof. Dr.; Renz, Wolfgang, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Um die wachsende Nachfrage nach skalierbaren, robusten und adaptiven verteilten Software-Systemen zu<br />

befriedigen, wurde die Nutzung selbstorganisierender Softwaresysteme vorgeschlagen und als eine strategische<br />

Herausforderung für die IT-Forschung identifiziert. Selbstorganisation beschreibt hierbei dynamische<br />

Prozesse, die Strukturen (System Konfigurationen) hervorbringen und Systemeinflüssen entsprechend anpassen.<br />

Die Agenten-Technologie stellt hierfür geeignete Konzepte und Entwicklungsplattformen bereit. Softwaresysteme<br />

werden dabei in Gruppen autonomer und pro-aktiver Einheiten zerlegt, die in ihrem Zusammenspiel<br />

das eigentliche Softwaresystem bilden. Basierend auf diesen Anstrengungen gewinnen für die Praxis<br />

dabei vor allem Fragen des „Agent-Oriented Software Engineering“ (AOSE) an Bedeutung. Während<br />

Entwickler ein spezifisches Systemverhalten beabsichtigen ist es so u.a. eine zentrale Fragestellung, wie entsprechende<br />

Agenten-Modelle abgeleitet werden können.<br />

In diesem Projekt wird untersucht, wie die methodische Entwicklung selbstorganisierter Systeme – von der<br />

Analyse der Anforderungen über das Design bis hin zu testbaren Spezifikation der beabsichtigten System-<br />

Dynamiken – unterstützt werden kann. Das Projekt wird gemeinsam mit der Hochschule für Angewandte<br />

Wissenschaften (HAW) <strong>Hamburg</strong> durchgeführt.<br />

Schlagwörter:<br />

Verteilte Systeme, Selbstorganisation, Emergenz, Multi-Agenten Systeme, adaptives Systemverhalten<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Sudeikat, J. & Renz, W.: „Supporting Agent–Oriented Designs with Models of Macroscopic System Behavior”,<br />

Decker and Sichman and Sierra and Castelfranchi (Eds.): Proc. of 8th Int. Conf. on Autonomous<br />

Agents and Multiagent Systems (AAMAS 2009), to appear in 2009.<br />

Sudeikat, J. & Renz, W.: “MASDynamics: Toward Systemic Modeling of Decentralized Agent Coordination”,<br />

KIVS 2009 – Kommunikation in Verteilten Systemen, to appear in 2009.<br />

Sudeikat, J., Braubach, L., Pokahr, A., Renz, W., Lamersdorf, W.: “Systematically Engineering Self-<br />

Organizing Systems: The SodekoVS Approach”, in: Proceedings des Workshops über Selbstorganisierende,<br />

adaptive kontextsensitive verteilte Systeme, Electronic Communications of the EASST, ISSN 1863-<br />

2122, to appear in 2009.<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Sudeikat, J., Renz, W., Lamersdorf, W.: “Simulation and Implementation of Logistics<br />

Systems based on Agent Technology”, Proc. HICL <strong>2008</strong>: Logistics Networks and Nodes, <strong>2008</strong>.<br />

Balthasar, G., Sudeikat, J., Renz W.: “On Coordinating of Artificial Cowboys: Using Jadex to Implement<br />

Herding Agents, Programming Multi-Agent Systems”, 6 th International Workshop, ProMAS <strong>2008</strong>, Revised<br />

and Selected Papers, to appear in 2009.<br />

Renz, W. & Sudeikat, J.: “Modeling Feedback within MAS: A Systemic Approach to Organizational Dynamics”,<br />

International Workshop on ‘Organised Adaptation in Multi-Agent Systems’ (OAMAS 08), to<br />

appear in 2009.<br />

Sudeikat, J. & Renz, W.: “A Systemic Approach to the Validation of Self–Organizing Dynamics within<br />

MAS”, Proceedings of the 9 th International Workshop on Agent Oriented Software Engineering, to appear<br />

in 2009.<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On the Encapsulation and Reuse of Decentralized Coordination Mechanisms: A<br />

Layered Architecture and Design Implications”, in: Communications of SIWN, vol. 7, <strong>2008</strong>, pp. 140-146<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Building Complex Adaptive Systems: On Engineering Self-Organizing Multi-Agent<br />

Systems. Applications of Complex Adaptive Systems”, in: Yin Shan, Ang Yang (Hrsg.): Applications of<br />

Complex Adaptive Systems, IGI Publishing (IDEA), Hershey, USA, <strong>2008</strong>, pp. 229-256<br />

149


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

150<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Toward Systemic MAS Development: Enforcing Decentralized Self–Organization<br />

by Composition and Refinement of Archetype Dynamics”, in: Weyns, D., Brückner, S., Demazeau, Y.<br />

(Hrsg.): Proc. ‘Engineering Environment-Mediated Multiagent Systems’ (EEMMAS’07), Lecture Notes<br />

in Computer Science, vol. 5049, Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong><br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On Expressing and Validating Requirements on the Adaptivity of Self-Organizing<br />

Multi-Agent Systems”, System and Information Science Notes, 2(1), 2007, pp. 14-19<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On Complex Networks in Software: How Agent-Orientation Effects Software Structures”,<br />

in: Hans-Dieter Burkhard, Gabriela Lindemann, Rineke Verbrugge, Laszlo Zsolt Varga (Hrsg.):<br />

Multi-Agent Systems and Applications V, 5th International Central and Eastern European Conference on<br />

Multi-Agent Systems, CEEMAS 2007, LNCS 4696, 2007, pp. 215-224<br />

Renz, W., Sudeikat, J.: „Emergence in Software“, KI - Künstliche Intelligenz, 02/07, BötcherIT Verlag,<br />

2007, pp. 48-49<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Toward Requirements Engineering for Self-Organizing Multi-Agent Systems”, in:<br />

Giovanna di Marzo Serugendo, Jean-Philippe martin-Flatin, Mark Jelasity, Franco Zambonelli (Hrsg.):<br />

First IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems, IEEE Computer Society,<br />

2007, pp. 299-302<br />

Sudeikat, J.: „Toward the Design of Self-Organizing Dynamics“, in: Wolf-Gideon Bleek, Henning Schwentner,<br />

Heinz Züllighoven (Hrsg.): Software Engineering 2007 – Beiträge zu den Workshops, Gesellschaft<br />

für <strong>Informatik</strong> e. V. (GI), 2007, pp. 361-364<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On Simulations in MAS Development“, in: T. Braun, G. Carle, B. Stiller (Hrsg.):<br />

KIVS 2007 – Kommunikation in Verteilten Systemen, VDE Verlag, 2007, pp. 279-290<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On the Redesign of Self-Organizing Multi-Agent Systems”, Hong Tang and Xingyu<br />

Wang (Hrsg.): International Transactions on Systems Science and Applications, 2(1), 2006, pp. 81-89<br />

Sudeikat, J., Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W., Renz, W., „Validation of BDI Agents”, in: Proc. 4 th<br />

Int. Workshop on Programming Multi-Agent Systems, Springer, 2006<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Monitoring Group Behavior in Goal–Directed Agents using Co-Efficient Plan Observation”,<br />

in: Proc. 7 th Int. Workshop on Agent Oriented Software Engineering (AOSE'06), 2006<br />

Renz, W., Sudeikat, J.: „Emergent Roles in Multi Agent Systems – A Case Study in Minority Games”, in:<br />

KI-Künstliche Intelligenz, 01/06, Bötcher IT-Verlag, 2006, pp. 25-31<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Mesoscopic Modeling of Emergent Behavior - A Self-Organizing Deliberative Minority<br />

Game”, in: Sven Brückner, Giovanna Di Marzo Serugendo, David Hales, Franco Zambonelli<br />

(Hrsg.): Engineering Self-Organising Systems, Third International Workshop, ESOA 2005, Utrecht, The<br />

Netherlands, July 25, 2005, Revised Selected Papers. Lecture Notes in Computer Science 3910, Springer<br />

2006, pp. 167-181<br />

2.4 Benutzungsschnittstellen von Links in verteilten Hypertext-Informationssystemen (HyperScout)<br />

Weinreich, Harald, Dipl.-Inform.; Lamersdorf, Winfried, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1999<br />

Projektbeschreibung:<br />

HyperScout beschäftigt sich mit der Benutzbarkeit von assoziativen Verknüpfungen in verteilten Hypertext-<br />

Informationssystemen, exemplarisch gezeigt am World Wide Web. Auf Basis von Forschungsergebnissen aus<br />

dem Hypertext-Bereich, der Software-Ergonomie und der aktuellen Web-Forschung werden neue Konzepte<br />

für die Interaktion mit den assoziativen Verknüpfungen zwischen den Dokumenten (den Hyperlinks) entwickelt.<br />

Ziel ist es dabei, den Benutzern verteilter Hypertext-Informationssysteme eine konsistentere, aussagekräftigere<br />

Schnittstelle anzubieten, die zu mehr Transparenz und Sicherheit bei der Navigation führt. Die so<br />

neu erarbeiteten Konzepte und Prototypen werden auch in Benutzbarkeitsstudien evaluiert.<br />

Im Rahmen des Projektes wurde als technische Grundlage das Java-Framework Scone konzipiert und realisiert,<br />

das eine schnelle prototypische Entwicklung von neuen Navigations- und Kollaborationswerkzeugen<br />

für das Web erlaubt. Es verfügt über Komponenten, um die Darstellung der Dokumente im Browser zu ändern,<br />

auf Benutzeraktionen zu reagieren, den Browser zu steuern und auch selbsttätig Informationen aus dem<br />

Internet zusammenzustellen. Darüber hinaus werden Benutzbarkeitstests der mit dem Framework entwickelten<br />

Systeme mithilfe eines graphischen Evaluationswerkzeuges unterstützt.<br />

Schlagwörter:<br />

WWW, Navigation, Java-Framework, Verteilte Informationssysteme, Hypertext, Navigation, Benutzbarkeit


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Weinreich, H., Obendorf, H., Herder, E., Mayer, M.: „Not Quite the Average: An Empirical Study of Web<br />

Use”, in: ACM Transactions on the Web, <strong>2008</strong>, vol. 2, no. 1, article no. 5, 26 pp.<br />

Obendorf, H., Weinreich, H., Herder, E., Mayer, M.: „Web Page Revisitation Revisited: Implications of a<br />

Long-Term Click-Stream Study Of Browser Usage”, CHI 2007 Proceedings, ACM Press April 2007, pp.<br />

597-606<br />

Weinreich, H, Obendorf, H., Herder, E. und Mayer, M.: „Off the Beaten Tracks: Exploring Three Aspects of<br />

Web Navigation” in: WWW Conference 2006 Proceedings, ACM Press, Mai 2006, pp. 133-142<br />

Weinreich, H, Obendorf, H., Mayer, M. und Herder, E.: „Der Wandel in der Benutzung des World Wide<br />

Webs“, in: Heinecke, A.M., Paul, H. (Hrsg.): Proc. ‚Mensch und Computer’, Oldenbourg Wissenschaftsverlag,<br />

September 2006, pp. 155-164, 26 pp.<br />

2.5 Kontext-Adaption mobiler verteilter Anwendungen<br />

Bade, Dirk, Dipl.-Inform., in Koop. mit Ibach, P.; Zapotoczky, J.; Kunz, S. (Humboldt-<strong>Universität</strong> zu Berlin)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit <strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Rahmen dieses Projektes sollen vorhandene Technologien aus dem Bereich des Mobile Computing auf<br />

ihre Eignung für kontextsensitive Anwendungen hin untersucht werden. Um dabei den Kontext mobiler Geräte<br />

bestmöglich erfassen zu können, bedarf es u.a. möglichst vieler, unterschiedlicher Kontextdaten, die über<br />

(Software-) Sensoren erfasst sowie mit Hilfe komplexer Ereignisverarbeitung abgeleitet werden. Hieraus resultiert<br />

ein Umwelt(„Kontext“-)modell, welches Anwendungen als Basis dient, um ihre eigene Architektur<br />

sowie die Informationen, die schließlich dem Benutzer und anderen Anwendungen zur Verfügung gestellt<br />

werden, an den aktuellen Kontext zu adaptieren. Hierbei sollen die Kontextinformationen jedoch nicht nur<br />

lokal von einem Gerät verarbeitet, sondern in einem mobilen System, zwischen einer Vielzahl heterogener<br />

Geräte ausgetauscht werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Mobile Computing, Context Awareness, Adaptability, Service Oriented Computing, Software Agents.<br />

2.6 Integrierte Verarbeitung von XML-Dokumenten und objekt-relationalen Daten (SQXML)<br />

Kozlova, Iryna, Dipl.-Math.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2002<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die Notwendigkeit des effizienten Zugriffes sowie der parallelen Bearbeitung von Informationen aus heterogenen<br />

Datenquellen stellt eine aktuelle Herausforderung im Bereich der Informationsintegration dar. Dabei<br />

ist insbesondere die integrierte Verarbeitung von (objekt-) relationalen und XML-Datenbeständen von großer<br />

Bedeutung.<br />

Im Projekt SQXML entstand eine Integrations-Middleware, die speziell für die effiziente Integration der beiden<br />

angesprochenen Datenmodelle konzipiert wurde. Es werden Konzepte sowohl aus den Gebieten Informationsintegration<br />

als auch Interoperabilität von XML- und relationalen Datenbanksystemen erarbeitet, um eine<br />

komfortable Integration von Daten aus beiden Datenbeständen zu ermöglichen, ohne deren autonome Existenz<br />

und Funktionalität zu beeinflussen. Zur spezifischen Funktionalität des Systems zählen sowohl der bilinguale<br />

Zugriff auf den integrierten Informationsbestand über SQL und XQuery als auch der weitestgehend<br />

automatisierte Ablauf des Integrationsprozesses aus praktischer Perspektive sowie die Zusammenführung der<br />

OR- und XML-Technologien aus konzeptioneller Sicht.<br />

Im Entwicklungsprozess des SQXML-Systems wurde der Fall der statischen Integration betrachtet. Die Erweiterung<br />

des SQXML-Systems zielt auf zusätzliche Funktionalität ab, die es ermöglicht, auf Schemaänderungen<br />

in lokalen Datenquellen dynamisch zu reagieren. Auch spielt der Aspekt der Schema- und Datenqualität<br />

eine wesentliche Rolle bei der Durchführung des Integrationsprozesses.<br />

Schlagwörter:<br />

XML, XQuery, XML Schema, ORDBVS, Informationsintegration, Web-basierte Informationssysteme<br />

151


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

152<br />

Kozlova, I., Reimer, O., Ritter, N.: „Towards Integrated Query Processing for Object-Relational and XML<br />

Data Sources”, in: Proc. of the 10th International Database Engineering & Application Symposium<br />

(IDEAS 2006), IEEE Computer Society 2006, pp. 295-300<br />

Kozlova, I., Ritter, N.: „An Approach to Unification of XML and Object-Relational Data Models”, in: Proc.<br />

of the 8th International Conference on Information Integration and Web-based Applications & Services<br />

(iiWAS 2006), Austrian Computer Society 2006, pp. 309-321<br />

Kozlova, I., Ritter, N., Husemann, M.: „Providing Semantically Equivalent, Complete Views for Multilingual<br />

Access to Integrated Data”, in: 26th International Conference on Conceptual Modeling<br />

(ER 2007), Auckland, New Zealand, Australian Computer Society Inc., CRPIT, Vol. 83, pp. 191-196<br />

2.7 Dynamische Informationsverarbeitung in Grid-Umgebungen (DynaGrid)<br />

Husemann, Martin, Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Ziel des DynaGrid-Projekts ist die Unterstützung dynamischer Informationsverarbeitung im Rahmen von<br />

datenzentrischen Prozessen in Grid-Umgebungen. Solche Prozesse sind mit der kollaborativen Datenverarbeitung<br />

in Gruppen von Teilnehmern befasst, wobei die Gewährleistung konsistenter Daten durch transaktionale<br />

Verarbeitung von zentraler Bedeutung ist. Grid-Umgebungen bringen in dieser Hinsicht spezifische<br />

Herausforderungen mit sich. Das Konzept der reichhaltigen Infrastruktur legt nahe, die Transaktionsverwaltung<br />

von individuellen Anwendungen zu lösen und als generischen Infrastrukturdienst anzubieten. Gleichzeitig<br />

sollen langlebige Prozesse flexibel unterstützt werden, so dass etwa Änderungen der Teilnehmermenge<br />

oder der Ablaufstrukturen möglichst geringe Auswirkungen auf den Prozessverlauf haben. Im Projekt wird<br />

daher die Entwicklung generischer Koordinatordienste verfolgt, die von Prozessteilnehmern mithilfe von<br />

Koordinationsregeln auf die fallspezifischen Anforderungen eingestellt werden und dann die Transaktionsverwaltung<br />

autonom durchführen können.<br />

Datenzentrische Prozesse mit menschlicher Beteiligung sind oft nicht nur in ihren Abläufen variabel, sondern<br />

auch hinsichtlich ihrer Eingabedaten nicht im Vorfeld spezifizierbar. Das DynaGrid-Projekt erforscht in diesem<br />

Zusammenhang die dynamische Informationsintegration in Form einer virtuellen Datenquelle, die Eigenschaften<br />

klassischer statischer Integrationssysteme und Suchmaschinen vereinigt.<br />

Schlagwörter:<br />

Service-Grids, service-orientierte Architekturen, Grid-Data-Services, dynamische Integration, Prozesskontrolle,<br />

Transaktionskontrolle<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

von Riegen, M., Husemann, M., Ritter, N.: „Providing Decision Capabilities to Coordinators in Distributed<br />

Processes”, in: Mellouk, A., Bi, J., Ortiz, O., Chiu, D., Popescu, M. (Hrsg.): Proc. ‘The Third International<br />

Conference on Internet and Web Applications and Services’ (ICIW <strong>2008</strong>), IEEE Computer Society,<br />

Los Alamitos, California, USA, <strong>2008</strong>, pp. 500-505<br />

Husemann, M.; von Riegen, M.; Ritter, N.: “Transactional Coordination of Dynamic Processes in Service-<br />

Oriented Environments”, in: 2007 IEEE International Conference on Web Services (ICWS 2007), July 9-<br />

13, 2007, Salt Lake City, Utah, USA, pp. 1024-1031<br />

Husemann, M.; von Riegen, M.; Ritter, N.: „Transaktionale Kontrolle dynamischer Prozesse in serviceorientierten<br />

Umgebungen“, in: Datenbank-Spektrum - Zeitschrift für Datenbanktechnologie und Information<br />

Retrieval, dpunkt-Verlag, Heidelberg, Heft 20 (Februar 2007), S. 6-14<br />

2.8 Enforcement of Steps - Supervising Task Execution (EoS)<br />

von Riegen, Michael, Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Seit 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ein Kernproblem innerhalb von organisationsübergreifenden Prozessen ist die teilweise fragwürdige Annahme,<br />

dass Teilnehmer an einem Prozess ihre Aufgaben wie erwartet erfüllen. Obwohl es Mechanismen wie<br />

Protokollierung oder Überwachung von Aktivitäten gibt, erlauben diese Mechanismen selten eine sofortige


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Rückmeldung, ob eine Aktivität im Prozess erfolgreich durchgeführt wurde oder nicht. Aus diesem Grunde<br />

werden die Technologien zur Umsetzung von organisationsübergreifenden Prozessen bisher auch nur zögerlich<br />

von den Unternehmen eingesetzt: Die Kontrollmöglichkeiten innerhalb eines Prozesses sind begrenzt<br />

und meist kann nur durch aufwändige Prüfungen festgestellt werden, ob Aktivitäten erfolgreich oder fehlerhaft<br />

verlaufen sind. Das Projekt befasst sich daher mit der Entwicklung von Konzepten zur Überwachung<br />

und Überprüfung von verteilt ausgeführten Prozessen, um damit den Nachweis der Ausführung von Aktivitäten<br />

zur Laufzeit zu erbringen. Die Mechanismen können dabei genutzt werden, um bei fehlerhaft ausgeführten<br />

Aktivitäten entsprechende Maßnahmen - wie sie beispielsweise durch Transaktionen angeboten werden -<br />

zu ergreifen, damit ein verteilt ausgeführter Prozess ordnungsgemäß weiterlaufen kann.<br />

Schlagwörter:<br />

Verteilte Systeme, Geschäftsprozesse, Workflow-Management, Monitoring, Controlling, Service-orientierte<br />

Architekturen, Unternehmensübergreifende Prozesse, Transaktionale Koordination<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

von Riegen, M., Husemann, M., Ritter, N.: „Providing Decision Capabilities to Coordinators in Distributed<br />

Processes”, in: Mellouk, A., Bi, J., Ortiz, O., Chiu, D., Popescu, M. (Hrsg.): Proc. ‘The Third International<br />

Conference on Internet and Web Applications and Services’ (ICIW <strong>2008</strong>), IEEE Computer Society,<br />

Los Alamitos, California, USA, <strong>2008</strong>, pp. 500-505<br />

Husemann, M.; von Riegen, M.; Ritter, N.: „Transactional Coordination of Dynamic Processes in Service-<br />

Oriented Environments“ IEEE International Conference on Web Services (ICWS 2007), pp 1024-1031,<br />

Juli 2007<br />

Decker, G.; von Riegen, M.: „Scenarios and Techniques for Choreography Design“, Proc. Technologies for<br />

Business Information Systems 2007 (BIS 2007), pp 121-132, April 2007<br />

von Riegen, M.; Zaplata, S.: „Supervising Remote Task Execution in Collaborative Workflow Environments“<br />

Workshop Service-Oriented Architectures und Service-Oriented Computing, Proc.s WS KiVS07,<br />

pp 337-358, Februar 2007<br />

Husemann, M.; von Riegen, M.; Ritter, N.: „Transaktionale Kontrolle dynamischer Prozesse in serviceorientierten<br />

Umgebungen“, Datenbank Spektrum - Zeitschrift für Datenbanktechnologie und Information Retrieval,<br />

vol. 20, pp 6-14, Februar 2007<br />

2.9 Content Management as a Service (CMaaS)<br />

Kathleen Krebs Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit Juni 2006<br />

Projektbeschreibung:<br />

Die kontinuierlich steigende Bedeutung der digitalen Kommunikation stellt den Bereich des Content Managements<br />

(CM) vor neue Aufgaben. Neben den funktionalen Anforderungen, denen die Systeme heutzutage<br />

meist gerecht werden, kommen neue, nicht-funktionale Anforderungen wie Skalierbarkeit und Performanz,<br />

gerade beim Einstellen der Daten, hinzu. Weiterhin sollen sich die CM-Systeme dynamisch und selbstständig<br />

an die aktuellen Umstände, z.B. Laständerungen, anpassen können.<br />

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, scheint es aussichtsreich, dezentrale Alternativen zu dem traditionellen,<br />

zentralisierten Architekturansatz zu finden. Nahe liegend ist ein service-orientierter Ansatz und<br />

insbesondere die Verwendung von Grid-Technologien, deren Potential in diesem Projekt systematisch untersucht<br />

werden. Hierzu wird zunächst die Gesamtfunktionalität des Content-Management-Systems in einzelne<br />

Dienste aufgespalten. Der Idee 'Software as a Service' folgend sollen die Dienst-Instanzen jeweils in Abhängigkeit<br />

von dem aktuell auftretenden Lastaufkommen dynamisch bereitgestellt und so effektiv nach Bedarf<br />

eingesetzt werden. Dies erfordert neue Konzepte und Mechanismen, da die dynamische Bereitstellung automatisiert<br />

ablaufen soll, was wiederum ein ebenfalls automatisiertes Monitoring des Systemverhaltens erfordert.<br />

Ziel des Projektes ist die systematische Untersuchung und Beurteilung von Grid-Technologien als<br />

Grundlage für das beschriebene autonome Systemverhalten.<br />

Schlagwörter:<br />

Verteilte Systeme, Service-oriented computing, Grid, Dynamic infrastructure, Dynamic provisioning,<br />

Workload management<br />

153


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

154<br />

Mega, C., Krebs, K., Wagner, F., Ritter, N., Mitschang, B. (<strong>2008</strong>): „Content-Management-Systeme der<br />

nächsten Generation“, in: F. Keuper,F. Neumann (Hrsg.): ‚Wissens- und Informationsmanagement’,<br />

Gabler-Verlag, Wiesbaden, pp. 539-567<br />

Wagner, F., Krebs, K., Mega, C., Mitschang, B., Ritter, N.: „Towards the Design of a Scalable Email Archiving<br />

and Discovery Solution”, in: Atzeni, P., Caplinskas, A., Jaakkola, H. (Hrsg.): Proc. ‚Advances in Databases<br />

and Information Systems’, Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, vol. 162/<strong>2008</strong>, pp. 305-320<br />

Wagner, F., Krebs, K., Mega, C., Mitschang, B., Ritter, N.: „Email Archiving and Discovery as a Service”,<br />

in: Badica, C., Mangioni, G., Carchiolo, V., Burdescu, D. (Hrsg.): Proc. ‘Intelligent Distributed Computing,<br />

Systems and Applications’, Springer-Verlag,Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, vol. 5207/<strong>2008</strong>, pp. 197-206<br />

2.10 Integrierte Steuerungslogik Autonomer Datenbanksysteme<br />

Holze, Marc, Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2007<br />

Projektbeschreibung:<br />

Autonome, d.h. selbstverwaltende, Datenbanksysteme (DBS) reduzieren ihre Betriebskosten, indem Sie selbständig<br />

auf veränderliche Betriebsbedingungen und externe Ereignisse reagieren. Existierende autonome<br />

Funktionen betrachten jedoch stets nur einen einzelnen spezifischen Aspekt der Administration, und leiden<br />

daher unter Oszillation, Überreaktion und gegenseitiger Beeinflussung.<br />

Im Forschungsprojekt Integrierte Steuerungslogik Autonomer Datenbanksysteme werden Techniken entwickelt,<br />

die zum Aufbau einer systemweiten autonomen Steuerungslogik eingesetzt werden können. Einerseits<br />

handelt es sich dabei um Techniken, mit denen der aktuelle Zustand und die Last eines DBS möglichst<br />

leichtgewichtig überwacht werden können, um so die Notwendigkeit von Rekonfigurationen zu erkennen.<br />

Andererseits werden in diesem Projekt auch Techniken untersucht, mit deren Hilfe automatisch bestimmt<br />

werden kann, welche Rekonfigurationen durchzuführen sind um abstrakte Zielvorgaben einzuhalten.<br />

Schlagwörter:<br />

Datenbanksysteme, Autonomic Computing, Workload-Modellierung, System-Modellierung,<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Holze, M., Gaidies, C., Ritter, N.: „Erkennung signifikanter Laständerungen für autonome Datenbanksysteme“,<br />

in: Datenbank Spektrum, 8, 27, dpunkt.verlag, Heidelberg, <strong>2008</strong>, pp. 27-36<br />

Holze, M., Ritter, N.: „Autonomic Databases: Detection of Workload Shifts with n-Gram-Models”, in: Paolo<br />

Atzeni, P., Caplinskas A., Jaakkola H., (Hrsg.): Proc. 12 th East-European Conference on Advances in Databases<br />

and Information Systems, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, <strong>2008</strong>, pp. 127-142<br />

Holze, M.; Ritter, N.: “Towards Workload Shift Detection and Prediction for Autonomic Databases”, in:<br />

Proceedings of the ACM first Ph.D. workshop in CIKM, Seiten 109-116, ACM Press, 2007<br />

2.11 Erhöhung der Informations- und Datenqualität durch erweiterte Datenmodelle<br />

Panse, Fabian, Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit <strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Die Qualität von Daten und folglich die Qualität der aus den Daten herleitbaren Informationen haben einen<br />

maßgeblichen Einfluss auf eine erfolgreiche Gestaltung wirtschaftlicher Prozesse. Die beiden Qualitätskriterien<br />

Vollständigkeit und Korrektheit spielen hierbei eine besondere Rolle.<br />

Die Vollständigkeit der operationalen Datenbank leidet unter der mangelnden Modellierungsmächtigkeit der<br />

aktuell verwendeten logischen Datenmodelle. Eine Erhöhung der Vollständigkeit erfordert daher eine Erweiterung<br />

des, im SQL-Standard beschrieben, relationalen Datenmodells. Dies soll durch die Hinzunahme neuer<br />

Nullwerttypen realisiert werden.<br />

Die Korrektheit von Anfrageergebnissen erfordert eine korrekte Anfrageevaluierung. Da dies bei Nullwert<br />

enthaltenden Datenbanken oft nicht gegeben ist, sind weitere Modellerweiterungen nötig. Um z.B. Unteranfragen<br />

korrekt behandeln zu können, ist eine Erweiterung zur Behandlung möglicher Ergebnisstupel unabdingbar.


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Schlagwörter:<br />

Datenqualität, Vollständigkeit, Korrektheit, Nullwerte, sichere/mögliche Anfrageergebnisse, dreiwertige Logik.<br />

b) Drittmittelprojekte<br />

2.12 Medical Path Agents (MedPAge) – Phase III<br />

Braubach, Lars, Dr.; Pokahr, Alexander, Dr.; Lamersdorf, Winfried, Prof. Dr. – zusammen mit: Paulussen,<br />

Torsten O., Dr., Zöller, Anja, Dipl.-Ges.-Ök., Rothlauf, Franz, Dr., Heinzl, Armin, Prof. Dr., (alle: <strong>Universität</strong><br />

Mannheim, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

2004 – <strong>2008</strong> (Phase III, inkl. Verlängerung)<br />

Projektbeschreibung:<br />

Das Projekt „Medical Path Agents” (MedPAge) basiert auf einem Ansatz, der – auf Anwendungsseite – die<br />

Unterstützung standardisierter medizinischer Behandlungspfade („medical paths”) durch – auf technischer<br />

Seite – flexible Koordinationsmöglichkeiten moderner Multi-Agentensysteme realisiert. Zugrunde gelegt<br />

wird dabei eine dezentralisierte, patientenzentrierte Sichtweise, um einerseits eine patientenfreundlichere<br />

Ablauforganisation zu erzielen, sowie eine dynamische Systemarchitektur, um – andererseits – verbesserte<br />

und effizientere Planungsergebnisse zu liefern und die Komplexität der adressierten Domäne besser beherrschen<br />

zu können. Dabei wird die Einsetzbarkeit dieses Realisierungsansatzes auch durch realitätsnahe Simulationsverfahren<br />

und einen praktischen Einsatz nachgewiesen und evaluiert, um so einerseits einen Beitrag<br />

zum besseren Verständnis krankenhausinterner Abläufe liefern und andererseits ein konkretes System als<br />

Planungshilfe bereit stellen zu können, das eine weitergehende Evaluation des Agentenparadigmas zur Modellierung<br />

von Systemen zum Einsatz im Gesundheitswesen erlaubt. Die dabei durchgeführten praxisnahen<br />

Tests und Evaluierungen der Benutzungsschnittstelle von Fachpersonal ermöglichen zum Abschluss der letzten<br />

(3.) Projektphase verallgemeinerbare Aussagen über die Einsetzbarkeit des MedPAge-Systems und der<br />

derzeit verfügbaren MAS-Technologie für derartige Planungsprozesse.<br />

Schlagwörter:<br />

Multiagentensysteme, Patientensteuerung, Verhandlungen, Simulation<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Bade, D., Krempels, K.-H., Lilienthal, S., Widyadharma, S.: “Agent-Society Configuration Manager and<br />

Launcher”, in: Bellifemine, F., Caire, G., Greenwood, D. (Hrsg.): Developing Multi-Agent Systems with<br />

JADE, John Wiley & Sons, 2007, pp. 207-223<br />

Braubach, L.: „Architekturen und Methoden zur Entwicklung verteilter agentenorientierter Softwaresysteme“,<br />

Dissertation, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007, erschienen bei Lulu Enterprises Inc., Morrisville, NC<br />

Braubach, L., Pokahr, A.: „Goal-Oriented Interaction Protocols”, in: Petta, P., Müller, J., Klusch, M.,<br />

Georgeff, M. (Hrsg.): Fifth German Conference on Multi-Agent System TEchnologieS (MATES-2007),<br />

Springer, 2007, pp. 85-97<br />

Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „Tools and Standards“, in: S. Kirn, O. Herzog, P. Lockemann, O.<br />

Spaniol (Hrsg.): Multiagent Engineering - Theory and Applications in Enterprises, Springer, 2006, pp.<br />

503-530<br />

Paulussen, T., Zöller, A., Rothlauf, F., Heinzl, A., Braubach, L., Pokahr, A.., Lamersdorf, W.: „Agent based<br />

Patient Scheduling in Hospitals“, in: S. Kirn, O. Herzog, P. Lockemann, O. Spaniol (Hrsg): Multiagent<br />

Engineering – Theory and Applications in Enterprises, Springer, 2006, pp. 255-275<br />

Pokahr, A.: „Programmiersprachen und Werkzeuge zur Entwicklung verteilter agentenorientierter Softwaresysteme“,<br />

Dissertation, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007, erschienen bei Lulu Enterprises Inc., Morrisville, NC<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Sudeikat, J., Renz, W., Lamersdorf, W.: „Simulation and Implementation of Logistics<br />

Systems based on Agent Technology”, in: Blecker, T.; Kersten, W.; Gertz, C. (Hrsg.): Proc.<br />

‘<strong>Hamburg</strong> International Conference on Logistics <strong>2008</strong>: Logistics Networks and Nodes’, Erich Schmidt<br />

Verlag, Berlin, <strong>2008</strong>, pp. 291-308<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Walczak, A., Lamersdorf, W.: „Jadex - Engineering Goal-Oriented Agents”, in:<br />

Bellifemine, F., Caire, G., Greenwood, D. (Hrsg.): Developing Multi-Agent Systems with JADE, John<br />

Wiley & Sons, 2007, pp. 254-258<br />

155


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

156<br />

Zöller, A., Braubach, L.., Pokahr, A., Rothlauf, F.., Paulussen, T., Lamersdorf, W., Heinzl, A.: „Evaluation<br />

of a Multi-Agent System for Hospital Patient Scheduling“, in: International Transactions on Systems Science<br />

and Applications (ITSSA), Volume 1, pp 375-380, 2006<br />

Finanzierung<br />

Projekt: Medical Path Agents – Phase III“ (MedPAge), 2004-<strong>2008</strong><br />

Geldgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im SPP 1083 („Intelligente<br />

Softwareagenten und betriebswirtschaftliche Anwendungsszenarien”)<br />

Personalmittel: 1 wiss. MA für 2 Jahre + 2 stud. Hilfskräfte (nur Anteil Univ. HH)<br />

Sachmittel: € 1.500 (nur Anteil Univ. HH)<br />

2.13 Selbstorganisation durch dezentrale Koordination in Verteilten Systemen (SodekoVS)<br />

Sudeikat, Jan, Dipl.-Inform. (FH); Renz, Wolfgang , Prof. Dr.; Vilenica, Ante, Dipl.-Inform.; Lamersdorf,<br />

Winfried, Prof. Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 10/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Bei der Entwicklung verteilter Anwendungssysteme stellen sich besondere Herausforderungen insbesondere<br />

bzgl. der Vielzahl und Komplexität der beinhalteten Systemelemente. Dabei ist es oftmals wünschenswert,<br />

dass Teile der Anwendungen autonom agieren, d.h. dass Systemkomponenten ihre Konfigurationen und Aktivitäten<br />

selbstständig untereinander koordinieren. So kann u.a. der manuelle Aufwand zur Systemkonfiguration<br />

und Adaption minimiert werden und es entstehen robustere Systeme.<br />

Im Projekt SodekoVS wird die softwaretechnische Nutzbarmachung von selbstorganisierten Phänomenen,<br />

wie sie beispielsweise in der Physik, Biologie, und Soziologie identifiziert wurden, untersucht. Selbstorganisation<br />

beschreibt in diesem Zusammenhang die Herausbildung von Systemweiten Strukturen durch die lokalen<br />

und dezentralen Interaktionen von Systemelementen (Partikel, Zellen, Individuen, etc.). Ziel des Projektes<br />

ist es, eine generische Systemarchitektur und eine agentenbasierte Ausführungs(Middleware)plattform zu<br />

konzipieren und prototypisch zu entwickeln, die eine selbstständige und dezentrale Koordination von Systemkomponenten<br />

ermöglicht. Weiterhin sollen Methoden und Werkzeuge zur systematischen Nutzung dieser<br />

Architektur bereitgestellt werden. Dies beinhaltet insbesondere ein Modellierungsansatz zur Konstruktion<br />

selbstorganisierter Dynamiken, eine Beschreibungssprache zur Definition und Konfiguration von Koordinationsstrategien<br />

und eine Simulationsunterstützung zur Validierung der beabsichtigten (dynamischen) Systemeigenschaften.<br />

Schlagwörter:<br />

Verteilte Systeme, Selbstorganisation, Multi-Agenten Systeme, adaptives Systemverhalten, Simulation<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

Sudeikat, J. & Renz, W.: „Supporting Agent–Oriented Designs with Models of Macroscopic System Behavior”,<br />

Decker and Sichman and Sierra and Castelfranchi (Eds.): Proc. of 8th Int. Conf. on Autonomous<br />

Agents and Multiagent Systems (AAMAS 2009), to appear 2009.<br />

Sudeikat, J. & Renz, W.: „MASDynamics: Toward Systemic Modeling of Decentralized Agent Coordination”,<br />

KIVS 2009 – Kommunikation in Verteilten Systemen, to appear 2009.<br />

Sudeikat, J., Braubach, L., Pokahr, A., Renz, W., Lamersdorf, W.: „Systematically Engineering Self-<br />

Organizing Systems: The SodekoVS Approach, Proceedings des Workshops über Selbstorganisierende,<br />

adaptive kontextsensitive verteilte Systeme”, Electronic Communications of the EASST, ISSN 1863-<br />

2122, to appear 2009.<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Sudeikat, J., Renz, W., Lamersdorf, W.: „Simulation and Implementation of Logistics<br />

Systems based on Agent Technology”, in: Blecker, T.; Kersten, W.; Gertz, C. (Hrsg.): Proc. ‘<strong>Hamburg</strong><br />

International Conference on Logistics <strong>2008</strong>: Logistics Networks and Nodes’, Erich Schmidt Verlag,<br />

Berlin, <strong>2008</strong>, pp. 291-308<br />

Balthasar, G., Sudeikat, J., Renz W.: „On Coordinating of Artificial Cowboys: Using Jadex to Implement<br />

Herding Agents”, Programming Multi-Agent Systems, 6 th International Workshop, ProMAS <strong>2008</strong>, Revised<br />

and Selected Papers, to appear in 2009.<br />

Renz, W. & Sudeikat, J.: „Modeling Feedback within MAS: A Systemic Approach to Organizational Dynamics”,<br />

International Workshop on „Organised Adaptation in Multi-Agent Systems” (OAMAS 08), to<br />

appear 2009.


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Sudeikat, J. & Renz, W.: „A Systemic Approach to the Validation of Self–Organizing Dynamics within<br />

MAS, Proceedings of the 9 th International Workshop on Agent Oriented Software Engineering”, to appear<br />

2009.<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On the Encapsulation and Reuse of Decentralized Coordination Mechanisms: A<br />

Layered Architecture and Design Implications”, in: Communications of SIWN, vol. 7, <strong>2008</strong>, pp. 140-146<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Building Complex Adaptive Systems: On Engineering Self-Organizing Multi-Agent<br />

Systems. Applications of Complex Adaptive Systems”, in: Yin Shan, Ang Yang (Hrsg.): Applications of<br />

Complex Adaptive Systems, IGI Publishing (IDEA), Hershey,, USA, <strong>2008</strong>, pp. 229-256<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Toward Systemic MAS Development: Enforcing Decentralized Self–Organization<br />

by Composition and Refinement of Archetype Dynamics”, in: Weyns, D., Brückner, S., Demazeau, Y.<br />

(Hrsg.): Proc. ‘Engineering Environment-Mediated Multiagent Systems’ (EEMMAS’07), Lecture Notes<br />

in Computer Science, vol. 5049, Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong><br />

Vilenica, A.: „Interaktive Geschäftsprozesse im Mobile Computing: Entwurf und Implementierung benutzerzentrischer<br />

Arbeitsprozesse im Mobile Business“, VDM Verlag Dr. Müller, Saarbrücken, <strong>2008</strong>, 164 pp.<br />

Finanzierung<br />

Projekt: Selbstorganisation durch dezentrale Koordination in Verteilten Systemen<br />

(SodekoVS), <strong>2008</strong>-2010 – zusammen mit HAW, <strong>Hamburg</strong><br />

Geldgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />

Personalmittel: 2 wiss. MA für 2 Jahre + 2 stud. Hilfskräfte (für beide Partner zus.)<br />

Sachmittel: € 1.600 (für beide Partner zus.)<br />

2.14 Software Services and Systems Network (S-Cube)<br />

Lamersdorf, Winfried, Prof. Dr., Braubach, Lars, Dr.; Pokahr, Alexander, Dr.; Bade, Dirk, Dipl.-Inform.;<br />

Zaplata, Sonja, Dipl.-Inform.;<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

<strong>2008</strong> – 2012<br />

Projektbeschreibung:<br />

Forschung und Entwicklung im Bereich Software Services sind für die zukünftige interaktive Gesellschaft in<br />

Europa von entscheidender Bedeutung. Ziel des europäischen Exzellenznetzwerks „S-Cube“ ist es daher, eine<br />

gemeinsame multidisziplinäre Forschungsgemeinschaft zu diesem Themenbereich zu etablieren.<br />

Service-basierte Systeme ermöglichen die flexible Umsetzung von Diensten, Dienstkompositionen und Geschäftsprozessen<br />

sowie deren Anpassung an sich laufend veränderte Geschäftsabläufe und Randbedingungen<br />

in verteilten (auch mobilen) und zunehmend organisationsübergreifenden Umgebungen. Dabei soll die Modellierung,<br />

Ausführung und Analyse derartige Prozesse durch geeignete Prinzipien, Konzepte und Methoden<br />

auf allen genannten Ebenen weitgehend nahtlos ermöglicht und durch entsprechende Werkzeuge auch softwaretechnisch<br />

unterstützt werden.<br />

Schwerpunkte der Forschungsarbeit des AB VSIS innerhalb dieses EU-Projektes sind Aufgaben im Bereich<br />

des adaptiven Geschäftsprozessmanagements und der Dienstkomposition – Kooperationspartner sind 15 <strong>Universität</strong>en<br />

und Forschungsinstitute aus 10 europäischen Ländern.<br />

Schlagwörter:<br />

Verteilte Systeme, Softwaretechnik, Service-Oriented Computing, Business Process Management<br />

Finanzierung<br />

Projekt: Software Services and Systems Network (S-Cube), <strong>2008</strong>-2012<br />

Geldgeber: Europäische Union (EU), „Network of Excellence”, FP7, (Objective 1.2<br />

'Services and Software Architectures, Infrastructures and Engineering')<br />

Personalmittel: € 100.000<br />

Sachmittel: € 10.000<br />

2.15 Towards e-Administration in the large (R4eGov)<br />

von Riegen, Michael, Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.; in Kooperation mit: Lee, Hannah, M.Sc.;<br />

Posegga, Joachim, Prof. Dr. und einer Vielzahl weiterer Partner anderer europäischer Institutionen<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

2006 – 2009<br />

157


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Projektbeschreibung:<br />

158<br />

R4eGov stellt ein integriertes Projekt aus dem sechsten Forschungsrahmenprogramm der EU dar und untersucht<br />

die Anforderungen für das eGovernment auf EU-Ebene, um eine Kollaboration von verschiedenen Systemen<br />

auf Basis von Web-Services und kollaborativen Workflows zu ermöglichen. Die im Projekt zu entwickelnden<br />

Werkzeuge, Rahmenwerke und Methoden sollen vor allem eine sichere Zusammenarbeit von Systemen<br />

ermöglichen und die Nachvollziehbarkeit von Aktionen gewährleisten.<br />

Das Projekt selbst ist in zwei Säulen unterteilt, welche sich zum einen mit der Interoperabilität und zum anderen<br />

mit Sicherheit von verteilten Systemen beschäftigen. Ziel ist die Entwicklung von zwei Rahmenwerken:<br />

• Das Rahmenwerk R4-IOP wird kollaborative BPM-Technologien definieren, erweitern und für die e-<br />

Government-Domäne anwenden.<br />

• R4-ORC wird ein konzeptuelles und technisches Rahmenwerk liefern, was eine sichere Zusammenarbeit<br />

zwischen öffentlichen Einrichtungen ermöglicht.<br />

Kernaspekte der Forschungsarbeit des Arbeitsbereichs VSIS sind dabei Sicherheitsanforderungen wie die Integrität<br />

von Prozessen und Daten sowie organisatorische Kontrollprinzipien wie Steuerung, Kontrolle und<br />

Überwachung von Prozessaktivitäten.<br />

Schlagwörter:<br />

Verteilte Systeme, Workflow-Management, Sicherheit, Organizational Control, Service-oriented Computing,<br />

Transaktionen<br />

Aktuelle Publikationen aus dem Projekt:<br />

von Riegen, M., Husemann, M., Ritter, N.: „Providing Decision Capabilities to Coordinators in Distributed<br />

Processes”, in: Mellouk, A., Bi, J., Ortiz, O., Chiu, D., Popescu, M. (Hrsg.): Proc. ‘The Third International<br />

Conference on Internet and Web Applications and Services’ (ICIW <strong>2008</strong>), IEEE Computer Society,<br />

Los Alamitos, California, USA, <strong>2008</strong>, pp. 500-505<br />

Husemann, M.; von Riegen, M.; Ritter, N.: „Transactional Coordination of Dynamic Processes in Service-<br />

Oriented Environments“, Proc. IEEE International Conference on Web Services (ICWS 2007), pp 1024-<br />

1031, Juli 2007<br />

Decker, G.; von Riegen, M.: „Scenarios and Techniques for Choreography Design“, Proc. ‘Technologies for<br />

Business Information Systems’ (BIS 2007), pp 337-358, April 2007<br />

von Riegen, M.; Zaplata, S.: „Supervising Remote Task Execution in Collaborative Workflow Environments“<br />

Workshop Service-Oriented Architectures und Service-Oriented Computing, Proc.s KiVS07, WS,<br />

pp 121-132, April 2007<br />

Husemann, M.; von Riegen, M.; Ritter, N.: „Transaktionale Kontrolle dynamischer Prozesse in serviceorientierten<br />

Umgebungen“ Datenbank Spektrum - Zeitschrift für Datenbanktechnologie und Information Retrieval,<br />

vol. 20, pp 6-14, Februar 2007<br />

Finanzierung:<br />

Projekt: „Towards e-Administration in the large“ (R4eGov), 2006-2009<br />

Geldgeber: Europäische Union (EU), IST, FP6<br />

Personalmittel: 1 wiss. MA für 3 Jahre + 2 stud. Hilfskräfte<br />

Sachmittel: € 38.996,44<br />

2.16 Enterprise Content Manager Utility with Dynamic Provisioning and Workload Management based<br />

on Grid Technology and SOA<br />

Krebs, Kathleen, Dipl.-Inform.; Ritter, Norbert, Prof. Dr.-Ing.; – in Kooperation mit: Mega, Cataldo, IBM<br />

Deutschland Entwicklung GmbH, Böblingen; Mitschang, Bernhard, Prof. Dr.-Ing. habil., und Wagner, Frank,<br />

Dipl.-Inform., <strong>Universität</strong> Stuttgart<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

2007 – 2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Kooperationspartner: Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang, <strong>Universität</strong> Stuttgart, und Cataldo Mega,<br />

IBM Deutschland Research & Development GmbH, Böblingen; Förderung durch IBM im Rahmen des IBM<br />

Center of Applied Studies<br />

Dieses Projekt strebt eine autonome Dienste-Infrastruktur für Enterprise-Content-Management-Systeme<br />

(ECMS) an, die in der Lage ist, sich dynamisch an sich ändernde Arbeitslasten anzupassen. Hierzu wird zunächst<br />

der Bereich der E-Mail-Archivierung betrachtet, in dem besonders auf sich ändernde Lasten, d.h.


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Menge und Größen zu archivierender E-Mails, reagiert werden muss. Hierzu werden zunächst existierende<br />

Infrastrukturen auf ihre Fähigkeiten zur flexiblen Verwaltung von Diensten hin untersucht. Es zeigt sich jedoch<br />

schnell, dass insbesondere hinsichtlich einer dynamischen Bereitstellung von Diensten in Abhängigkeit<br />

aktueller Lasten und unter Berücksichtigung so genannter Service-Level-Agreements (SLA) sowie für die automatische<br />

Lastverwaltung neue Konzepte und Verfahren benötigt werden, die in diesem Projekt entwickelt<br />

werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Content Management, E-Mail-Archivierung, Service-oriented computing, Grid, Dynamic infrastructure, Dynamic<br />

provisioning, Workload management<br />

Aktuelle Publikationen:<br />

Mega, C., Krebs, K., Wagner, F., Ritter, N., Mitschang, B. (<strong>2008</strong>): „Content-Management-Systeme der<br />

nächsten Generation“, in: F. Keuper, F. Neumann (Hrsg.): ‚Wissens- und Informationsmanagement’,<br />

Gabler-Verlag, Wiesbaden, pp. 539-567<br />

Wagner, F., Krebs, K., Mega, C., Mitschang, B., Ritter, N.: „Towards the Design of a Scalable Email Archiving<br />

and Discovery Solution”, in: Atzeni, P., Caplinskas, A., Jaakkola, H. (Hrsg.): Proc. ‚Advances in Databases<br />

and Information Systems’, Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, vol. 162/<strong>2008</strong>, pp. 305-320<br />

Wagner, F., Krebs, K., Mega, C., Mitschang, B., Ritter, N.: „Email Archiving and Discovery as a Service”,<br />

in: Badica, C., Mangioni, G., Carchiolo, V., Burdescu, D. (Hrsg.): Proc. ‘Intelligent Distributed Computing,<br />

Systems and Applications’, Springer-Verlag,Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, vol. 5207/<strong>2008</strong>, pp. 197-206<br />

Finanzierung.<br />

Projekt: Enterprise Content Manager Utility with Dynamic Provisioning and<br />

Workload Management based on Grid technology and SOA, 2007-2009<br />

Geldgeber: IBM Labor, Böblingen<br />

Personalmittel: 1 wiss. MA für 2 Jahre + 2 stud. Hilfskräfte<br />

Sachmittel: -<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Bade, D.: „Context-Dependent and Self-Responsible Migration of Software Agents in Heterogeneous Environments“,<br />

in: ‚<strong>Informatik</strong>tage <strong>2008</strong>’, GI Gesellschaft für <strong>Informatik</strong> e.V. (Hrsg.), pp. 57-60<br />

Braubach, L., Pokahr, A., Lamersdorf, W.: „A Universal Criteria Catalog for Evaluation of Heterogeneous<br />

Agent Development Artifacts”, in: Jung, B.; Michel, F.; Ricci, A.; Petta, P. (Hrsg).: Proc. ‘From Agent<br />

Theory to Agent Implementation’ (AT2AI-6), OFAI Technical Report <strong>2008</strong>-01, <strong>2008</strong>, pp. 19-28<br />

Holze, M., Gaidies, C., Ritter, N.: „Erkennung signifikanter Laständerungen für autonome Datenbanksysteme“,<br />

in: Datenbank Spektrum, 8, 27, dpunkt.verlag, <strong>2008</strong>, pp. 27-36<br />

Holze, M., Ritter, N.: „Autonomic Databases: Detection of Workload Shifts with n-Gram-Models”, in: Paolo<br />

Atzeni, P., Caplinskas A., Jaakkola H., (Hrsg).: Proc. 12 th East-European Conference on Advances in Databases<br />

and Information Systems, Springer, Berlin Heidelberg, <strong>2008</strong>, pp. 127-142<br />

Kunze, C. P., Zaplata, S., Turjalei, M., Lamersdorf, W: „Enabling Context-based Cooperation: A Generic<br />

Context Model and Management System”, in: Abramowicz, W., Fensel, D. (Hrsg.): Proc. 11 th International<br />

Conference on Business Information Systems (BIS <strong>2008</strong>), Springer-Verlag, Berlin Heidelberg,<br />

<strong>2008</strong>, pp. 459-470<br />

Mega, C., Krebs, K., Wagner, F., Ritter, N., Mitschang, B. (<strong>2008</strong>): „Content-Management-Systeme der<br />

nächsten Generation“, in: F. Keuper, F. Neumann (Hrsg.), Wissens- und Informationsmanagement (S.<br />

539-567). Wiesbaden: Gabler Verlag.<br />

Piunti, M., Ricci, A., Braubach, L., Pokahr, A.: „Goal-Directed Interactions in Artifact-Based MAS: Jadex<br />

Agents playing in CARTAGO Environments”, in: Jain, L.; Lingras, P.; Klusch, M.; Lu, J.; Zhang, C.;<br />

Cercone, N.; Cao, L. (Hrsg.): Proc. ‘The <strong>2008</strong> IEEE/WIC/ACM International Conference on Web Intelligence<br />

and Intelligent Agent Technology’ (WI/IAT-<strong>2008</strong>), IEEE Computer Society, <strong>2008</strong>, pp. 207-213<br />

Pokahr, A., Braubach, L.: „The Webbride Framework for Building Web-Based Agent Applications”, in Dastani,<br />

M.; El Fallah Segrouchni, A.; Leite, J.; Torroni, P. (Hrsg).: Proc. ‘First International Workshop on<br />

LAnguages, methodologies and Development tools for multi-agent systemS’ (LADS 2007), Springer-<br />

Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, pp. 173-190.<br />

Pokahr, A., Braubach, L., Sudeikat, J., Renz, W., Lamersdorf, W.: „Simulation and Implementation of Logistics<br />

Systems based on Agent Technology”, in: Blecker, T.; Kersten, W.; Gertz, C. (Hrsg).: Proc. ‘Ham-<br />

159


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

160<br />

burg International Conference on Logistics <strong>2008</strong>: Logistics Networks and Nodes’, Erich Schmidt Verlag,<br />

<strong>2008</strong>, pp. 291-308<br />

von Riegen, M., Husemann, M., Ritter, N.: „Providing Decision Capabilities to Coordinators in Distributed<br />

Processes”, in: Mellouk, A., Bi, J., Ortiz, O., Chiu, D., Popescu, M.: Proc. ‘The Third International Conference<br />

on Internet and Web Applications and Services’ (ICIW <strong>2008</strong>), IEEE Computer Society, <strong>2008</strong>, pp.<br />

500-505<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „On the Encapsulation and Reuse of Decentralized Coordination Mechanisms: A<br />

Layered Architecture and Design Implications”, in: Communications of SIWN, vol. 7, <strong>2008</strong>, pp. 140-146<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Building Complex Adaptive Systems: On Engineering Self-Organizing Multi-Agent<br />

Systems. Applications of Complex Adaptive Systems”, in: (Yin Shan, Ang Yang).: Applications of Complex<br />

Adaptive Systems, IGI Publishing (IDEA), <strong>2008</strong>, pp. 229-256<br />

Sudeikat, J., Renz, W.: „Toward Systemic MAS Development: Enforcing Decentralized Self–Organization<br />

by Composition and Refinement of Archetype Dynamics”, in: Weyns, D., Brückner, S., Demazeau, Y.<br />

(Hrsg.): Proc. ‘Engineering Environment-Mediated Multiagent Systems’ (EEMMAS’07), LNCS, 5049,<br />

Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong><br />

Vilenica, A.: „Interaktive Geschäftsprozesse im Mobile Computing: Entwurf und Implementierung benutzerzentrischer<br />

Arbeitsprozesse im Mobile Business“, VDM Verlag Dr. Müller, Saarbrücken, <strong>2008</strong>, 164 pp.<br />

Wagner, F., Krebs, K., Mega, C., Mitschang, B., Ritter, N.: „Email Archiving and Discovery as a Service”,<br />

in: Badica, C., Mangioni, G., Carchiolo, V., Burdescu, D. (Hrsg.): Proc. ‘Intelligent Distributed Computing,<br />

Systems and Applications’, Springer-Verlag,Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, vol. 5207/<strong>2008</strong>, pp. 197-206<br />

Wagner, F., Krebs, K., Mega, C., Mitschang, B., Ritter, N.: „Towards the Design of a Scalable Email Archiving<br />

and Discovery Solution”, in: Atzeni, P., Caplinskas, A., Jaakkola, H. (Hrsg.): Proc. ‚Advances in Databases<br />

and Information Systems’, Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, vol. 162/<strong>2008</strong>, pp. 305-320<br />

Weinreich, H., Obendorf, H., Herder, E., Mayer, M.: „Not Quite the Average: An Empirical Study of Web<br />

Use”, in: ACM Transactions on the Web, <strong>2008</strong>, vol. 2, no. 1, article no. 5, 26 pp.<br />

Wissenschaftliche Vorträge<br />

Braubach, Lars; Pokahr, Alexander:<br />

„Rule-based agent architectures: Jadex V2”, Dagstuhl-Seminar 08361: Programming Multi-Agent Systems,<br />

August/September <strong>2008</strong>, Schloss Dagstuhl, Wadern<br />

Holze, Marc:<br />

„Autonomic Databases: Detection of Workload Shifts with n-Gram-Models. 18 t h East European Conference<br />

on Advances in Databases and Information Systems, Pori, September <strong>2008</strong><br />

„Autonome Datenbanksysteme“, DB-AG-Treffen <strong>2008</strong>, 25.-26.09.<strong>2008</strong>, Pommersfelden<br />

„Autonome Datenbanksysteme„, DB2 Community Meeting, Böblingen, Oktober <strong>2008</strong><br />

Husemann, Martin:<br />

„Transactional Control of Distributed Processes in Service-Oriented Environments”, DB-AG-Treffen<br />

<strong>2008</strong>, 25.-26.09.<strong>2008</strong>, Pommersfelden<br />

Krebs, Kathleen:<br />

„Self-Adapable Infrastructure“, DB-AG-Treffen <strong>2008</strong>, 25.-26.09.<strong>2008</strong>, Pommersfelden<br />

„Content Management meets Dynamic Provisioning and Workload Management, Projektpräsentation,<br />

19.06.<strong>2008</strong>, Böblingen<br />

„CAS-Bericht – Content Management as a Service“, DB2-Community-Treffen 09/<strong>2008</strong>, 25.-26.09.<strong>2008</strong>,<br />

Böblingen<br />

von Riegen, Michael:<br />

„Providing Decision Capabilities to Coordinators in Distributed Processes“, The Third International Conference<br />

on Internet and Web Applications and Services (ICIW <strong>2008</strong>), Athen, Griechenland, Juni <strong>2008</strong><br />

„Transactional Control of Distributed Processes in Service-Oriented Environments”, DB-AG-Treffen<br />

<strong>2008</strong>, 25.-26.09.<strong>2008</strong>, Pommersfelden<br />

„Monitoring of Service Choreographies”, R4eGov-Treffen, 03.12.<strong>2008</strong>, Brüssel, Belgien<br />

„Transaction Management for Service Choreographies”, R4eGov-Treffen, 04.12.<strong>2008</strong>, Brüssel, Belgien<br />

Zaplata, Sonja:<br />

„Enabling Context-based Cooperation: A Generic Context Model and Management System„, 11th International<br />

Conference on Business Information Systems (BIS), Innsbruck - Österreich, Mai <strong>2008</strong>.<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Braubach, Lars<br />

Programmkommittee: 8 th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems<br />

(AAMAS), Budapest, Ungarn, 2009


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Programmkommittee: 6 th German Conference on Multi-Agent system Technologies (MATES <strong>2008</strong>),<br />

Kaiserslautern, <strong>2008</strong><br />

Programmkommittee: 7 th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems<br />

(AAMAS), Estoril, Portugal, <strong>2008</strong><br />

Programmkommittee: 6 th International Workshop on Programming Multi-Agent Systems (ProMAS<br />

<strong>2008</strong>), Estoril, Portugal, <strong>2008</strong><br />

Doctoral Mentor: 6 th German Conference on Multi-Agent system Technologies (MATES <strong>2008</strong>), Kaiserslautern,<br />

<strong>2008</strong><br />

Lamersdorf, Winfried<br />

Erweitertes Leitungsgremium der gemeinsamen Fachgruppe „Kommunikation und Verteilte Systeme“<br />

(KuVS) von GI und VDE-ITG, seit 1997<br />

Vorstandsmitglied, „<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center“ (HITeC e.V.), seit Gründung 1998<br />

Co-Chair, IFIP TC6, Working Group 11 („Communication, Information, and Security Aspects of E-<br />

Business, E-Services and E-Society”), seit Jan. 2006<br />

Programmkomitee, 9 th International IFIP (TC6, TC8, TC11) Conference on eCommerce, eBusiness and<br />

eGovernment (I3E 2009), Nancy, France, September 2009<br />

Programmkomitee, Joint 11 th IEEE „Conference on E-Commerce Technology” (CEC' 09) und 6 th IEEE<br />

Conference on Enterprise Computing, E-Commerce and E-Services (EEE' 09), Wien, Österreich, Juli<br />

2009<br />

Programmkomitee, 9 th IFIP WG 6.1 International Conference on Distributed Applications and Interoperable<br />

Systems (DAIS 2009), Lissabon, Portugal, Juni 2009<br />

Programmkomitee, IEEE 23 rd International Conference on Advanced Information Networking and Applications<br />

(AINA 2009), University of Bradford, UK, Mai 2009<br />

Programmkomitee, 16. GI-Fachtagung „Kommunikation in Verteilten Systemen“ (KiVS09) der gemeinsamen<br />

Fachgruppe ‘Kommunikation und Verteilte Systeme’ von GI und VDE, Kassel, März 2009<br />

Programmkomitee, 9. Internationale Tagung Wirtschaftinformatik: „Business Services: Konzepte, Technologien,<br />

Anwendungen“, Wien, Österreich, Februar 2009<br />

Programmkomitee, 16. GI-Fachtagung „Kommunikation in Verteilten Systemen“ (KiVS09) der gemeinsamen<br />

Fachgruppe ‘Kommunikation und Verteilte Systeme’ von GI und VDE, Kassel, Februar 2009<br />

Programmkomitee, 4 th International Workshop on Engineering Service-Oriented Applications: Analysis<br />

and Design (WESOA), 6 th International Conference on Service Oriented Computing (ICSOC’ 08),<br />

Sydney, Australien, <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, Session Chair, 8 th „International IFIP (TC6, TC8, TC11) Conference on eCommerce,<br />

eBusiness and eGovernment” (I3E <strong>2008</strong>), Tokyo, Japan, September <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, 6 th German Conference on „MultiAgent system TechnologieS” (MATES’ 08), Kaiserslautern,<br />

September <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, Joint 10 th IEEE „Conference on E-Commerce Technology” (CEC' 08) und 5 th IEEE<br />

Conference on „Enterprise Computing, E-Commerce and E-Services” (EEE' 08), Washington/DC,<br />

USA, Juli <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, 8 th „IFIP WG 6.1 International Conference on Distributed Applications and Interoperable<br />

Systems (DAIS <strong>2008</strong>): ‘Towards Sustainability’, Oslo, Norwegen, Juni <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, 7 th Wuhan International Conference on E-Business. (WHICEB <strong>2008</strong>), Wuhan, China,<br />

Mai-/Juni <strong>2008</strong><br />

Pokahr, Alexander<br />

Programmkommittee: 7 th International Workshop on Programming Multi-Agent Systems (ProMAS<br />

2009), Budapest, Ungarn, 2009<br />

Programmkommittee: 8 th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems<br />

(AAMAS), Budapest, Ungarn, 2009<br />

Programmkommittee: 3rd International Conference on Adaptive Business Information Systems (ABIS),<br />

Leipzig, 2009<br />

Ko-Organisation: 6 th International Workshop on Programming Multi-Agent Systems (ProMAS <strong>2008</strong>),<br />

Estoril, Portugal, <strong>2008</strong><br />

Jury–Mitglied: Jugend forscht, Landeswettbewerb <strong>Hamburg</strong> <strong>2008</strong>,<br />

Jury-Mitglied, Landeswettbewerb <strong>Hamburg</strong> des 43. Bundeswettbewerbs „Jugend forscht“, <strong>2008</strong><br />

Ritter, Norbert<br />

Programmkomitee, IEEE International Conference on Web Services (ICWS <strong>2008</strong>), Honolulu, Hawaii,<br />

USA, Juli <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, IEEE International Conference on Services Computing (SCC <strong>2008</strong>), Honolulu, Hawaii,<br />

USA, Juli <strong>2008</strong><br />

Programmkomitee, Fourth International Workshop on Engineering Service-Oriented Applications:<br />

Analysis and Design, Sydney, Australien, Dezember <strong>2008</strong><br />

161


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

162<br />

Programmkomitee, 13. GI-Fachtagung Datenbanksysteme für Business, Technologie und Web (BTW),<br />

Münster, März 2009<br />

Sudeikat, Jan<br />

Programmkomitee, Second IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems<br />

(SASO <strong>2008</strong>), Isola di San Servolo (Venedig), Italien, <strong>2008</strong><br />

von Riegen, Michael<br />

Programmkomitee, The Fourth International Conference on Internet and Web Applications and Services<br />

(ICIW 2009), Venedig, Italien, Mai 2009<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Lamersdorf, Winfried<br />

Leiter des Departments <strong>Informatik</strong>, bis 31.3.08<br />

Mitglied des erweiterten Vorstandes, Dept. <strong>Informatik</strong>, ab 1.4.08<br />

Koordinator, Zentrum für Verteilte Informations- und Kommunikationssysteme (VIKS), ab 1.4.08<br />

Department Information Officer (DIO), ab 1.4.08<br />

Mitglied MIN-Kammer, bis 31.3.08<br />

Mitglied des Wirtschaftsausschusses, Dept. <strong>Informatik</strong><br />

stellv. Mitglied im Prüfungsausschuss Wirtschaftsinformatik<br />

Mitglied des Nutzerbeirates der Staats- und <strong>Universität</strong>sbibliothek <strong>Hamburg</strong><br />

stellv. Mitglied des Senatsausschusses für DV der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Mitglied in verschiedenen Berufungskommissionen<br />

Pokahr, Alexander<br />

stellv. Mitglied in den Prüfungsausschüssen (Diplom-, Master- und Bachelor-Studiengänge) <strong>Informatik</strong><br />

Ritter, Norbert<br />

Leiter des Departments <strong>Informatik</strong>, ab 1.4.08<br />

Mitglied MIN-Kammer, ab 1.4.08<br />

Mitglied des Fakultätsrats der Fakultät für Mathematik, <strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften<br />

Mitglied des Ausschusses für Informationsverarbeitung und Informationsversorgung (IVA) der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

Mitglied des Gemeinsamen Ausschusses Wirtschaftsinformatik der MIN- und WiSo-Fakultäten der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

Beauftragter für Studium und Lehre und Mitglied des Vorstand des Departments <strong>Informatik</strong>, bis 31.3.08<br />

Vorsitzender der Prüfungsausschüsse <strong>Informatik</strong>, bis 31.3.08<br />

Mitglied des Prüfungsausschusses Wirtschaftsinformatik, bis 31.3.08<br />

Mitglied des Studienreformausschusses <strong>Informatik</strong>, bis 31.3.08<br />

Vertreter des Departments <strong>Informatik</strong> auf dem Fakultätentag <strong>Informatik</strong> / 4ING<br />

Vorsitz und Mitglied in verschiedenen Berufungsausschüssen<br />

Nötzold, Volker:<br />

Mitglied des IKT-Ausschusses, Dept. <strong>Informatik</strong><br />

Mitglied des Umweltausschusses, Dept. <strong>Informatik</strong><br />

Begutachtungstätigkeit<br />

Lamersdorf, Winfried<br />

Mitherausgeber, Zeitschrift „WIRTSCHAFTSINFORMATIK“, Vieweg-Verlag, Wiesbaden, seit 2003<br />

Editorial Board, „International Journal on Cooperative Information Systems” (IJCIS), World Scientfic<br />

Publishing Co., Hackensack, New Jersey, USA , seit 2006<br />

Mitherausgeber, International Journal „Computer Science and Information Systems” (ComSIS), Serbien<br />

und Montenegro, seit 2003/4<br />

Mitglied des Herausgebergremiums des „Journal of Emerging Mechanical Engineering Technology” der<br />

‘International Society for Productivity Enhancements’ (ISPE), seit 1996<br />

Gutachter, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), diverse Programme, regelmäßig<br />

Gutachter, Kommission der Europäischen Gemeinschaft, DG IS, Brüssel, Belgien, und Luxemburg:, regelmäßig<br />

seit 2002<br />

Gutachter, Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst, ‚Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer<br />

Exzellenz’ (LOEWE)<br />

Gutachter, diverse Zeitschriften und Journals<br />

Gutachter in Berufungsverfahren (national und international)<br />

Ritter, Norbert<br />

Gutachter (Projekt QUAERO/THESEUS) für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie<br />

Editorial Board, International Journal on Web Services Research (JWSR), Idea Group Publishing, USA,<br />

seit 2003<br />

Gutachter, <strong>Informatik</strong> Forschung und Entwicklung, Springer Verlag, seit 2004


AB Verteilte Systeme und Informationssysteme VSIS - VIKS<br />

Mitherausgeber, Dissertationsreihe zu Datenbanken und Informationssystemen, Infix-Verlag, St. Augustin,<br />

seit 2006<br />

Gutachter, International Journal on Data and Knowledge Engineering (DKE), Elsevier, seit 2006<br />

Gutachter, International Journal on Knowledge and Information Systems (KAIS), Springer, seit 2006<br />

Gutachter, Parallel Computing (ParCo), Elsevier, seit 2007<br />

Gutachter, ACM Transactions on the Web (TWEB), ACM, seit 2007<br />

Gutachter, IEEE Transactions on Services Computing, (TSC), IEEE, seit <strong>2008</strong><br />

Gutachter in Berufungsverfahren<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Lamersdorf, Winfried<br />

General Chair, Seventh German Conference on „Multi-Agent system Technologies” (MATES 2009),<br />

<strong>Hamburg</strong>, 2009<br />

Leitungsgremium, Workshop „Agenten und Multiagententechnologien“, 9. Internationale Tagung Wirtschaftinformatik:<br />

„Business Services: Konzepte, Technologien, Anwendungen“, Wien, Österreich,<br />

Februar 2009<br />

Workshop Co-Chair, 6 th International Conference on Service Oriented Computing (ICSOC’ 08), ACM<br />

SIGSOFT/SIGWEB, Sydney, Australien, <strong>2008</strong><br />

Braubach, Lars<br />

PC-Chair und Ko-Organisator, 7 th German Conference on „Multi-Agent system Technologies” (MATES<br />

2009), <strong>Hamburg</strong>, 2009<br />

Ko-Organisator, 7 th International Workshop on Programming Multi-Agent Systems (PROMAS), Hungary,<br />

Budapest, 2009<br />

Ko-Organisator, 1 st International Workshop on Multi-Agent Systems as Middleware and Architectures for<br />

Business Systems (MAS²), Track der Multikonferenz Wirtschaftsinformatik (MKWI), München, <strong>2008</strong><br />

Pokahr, Alexander<br />

PC-Chair und Ko-Organisator, 7 th German Conference on „Multi-Agent system Technologies” (MATES<br />

2009), <strong>Hamburg</strong>, 2009<br />

Ko-Organisator, 1 st International Workshop on Multi-Agent Systems as Middleware and Architectures for<br />

Business Systems (MAS²), Track der Multikonferenz Wirtschaftsinformatik (MKWI), München, <strong>2008</strong><br />

Ko-Organisator, 6 th International Workshop on Programming Multi-Agent Systems (PROMAS), Estoril,<br />

Portugal, <strong>2008</strong><br />

Preisverleihungen an Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Kunze, C.P., Zaplata, S., Turjalei, M., Lamersdorf, W.:<br />

Best Paper Award für den Beitrag: „Enabling Context-based Cooperation: A Generic Context Model and<br />

Management System“, 11 th International Conference on Business Information Systems (BIS <strong>2008</strong>), erschienen<br />

in: Abramowicz, D. Fensel, D. (Hrsg): Proc. BIS <strong>2008</strong>, Lecture Notes in Business Information<br />

Processing, vol. 7, Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, <strong>2008</strong>, pp. 459-470<br />

Längerfristige Forschungsaufenthalte im Ausland von Mitgliedern der Departmenteinrichtung<br />

Lamersdorf, Winfried:<br />

University of Technology, Sydney, Australien, November/Dezember <strong>2008</strong><br />

163


VIKS - VSIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

164


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Arbeitsbereich<br />

Technische <strong>Informatik</strong>systeme (TIS)<br />

Vogt-Kölln-Straße 30, Haus F, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83–24 36, Fax: +49 40 428 83-25 52<br />

URL: http://www.informatik.uni-hamburg.de/TIS/index.php<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder des Arbeitsbereichs<br />

ProfessorInnen:<br />

Dr.-Ing. Dietmar P. F. Möller (Leiter), Dr.-Ing. Karl Kaiser<br />

AssistentInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dr. rer. nat. Werner Hansmann, Dr.-Ing. Jochen Wittmann , Dipl.-Inform. Kai Himstedt, Dipl.-Inform. Stefan<br />

Wiegreffe (bis 09/<strong>2008</strong>), Dipl.-Inform. Birgit Koch (bis 03/<strong>2008</strong>), , Dipl.-Inform. Janis Schönefeld (seit<br />

01.07.<strong>2008</strong>)<br />

GrK 1286: Dr. rer. nat. Markus Bolte, Dipl. Inform. Massoud Najafi, Dipl. Inform. Bernd Güde,<br />

Humboldt-Stipendiat: Dipl.-Inform. Berhanu Beyene,<br />

Technisches und Verwaltungspersonal<br />

Dipl.-Ing. (FH) Michael Borchers, Mechatronik Werkstatt, Klaus-Dieter Florstedt, Mechanische Werkstatt,<br />

Elke Gabriel, Sekretariat, Gabriele Kopper, Sekretariat –Drittmittelprojekt–, Carola Tenge, Sekretariat,<br />

Gäste<br />

Dr. rer. nat. Lulseged Ayalew (Alexander von Humboldt Stiftung), seit 03/2006 bis 08/<strong>2008</strong><br />

Prof. Dr. Gerhard Reik, (TU Clausthal - Februar <strong>2008</strong>), August <strong>2008</strong> und Dezember <strong>2008</strong><br />

Dr. Roland Hass (QSO Technologies India Pvt. Ltd. India), Juni <strong>2008</strong> und Dezember <strong>2008</strong><br />

Allgemeiner Überblick<br />

Technische <strong>Informatik</strong>systeme bilden einen der Grundpfeiler der so genannten Informationstechnologie,<br />

einer der Schlüsseltechnologien unserer modernen Gesellschaft. Die Hauptaufgaben des Arbeitsbereichs<br />

Technische <strong>Informatik</strong>systeme liegen damit primär in der Entwicklung formaler, maschinell durchführbarer<br />

Verfahren zur Lösung informationstechnischer Probleme, die häufig als Teilprobleme komplexer Kommunikations-<br />

und/oder Organisationsstrukturen im Rahmen heterogener Systemumgebungen auftreten, und so die<br />

methodischen Grundlagen zur systematischen Verarbeitung heterogener Informationen mittels digitaler<br />

Systeme ermöglichen. Technische <strong>Informatik</strong>systeme repräsentieren in diesem Sinne eine Synthese aus mathematischer<br />

Methodik und ingenieurwissenschaftlicher Gegenständlichkeit, realisiert im jeweiligen technischen<br />

Konstrukt. So gesehen stellen Technische <strong>Informatik</strong>systeme eine Strukturwissenschaft der Informationstechnologie<br />

dar die sich auszeichnet durch<br />

• Abstraktheit mit vielen Abstraktionsniveaus,<br />

• Präzision und logische Strenge,<br />

• Quantitative und qualitative Aussagen,<br />

• Universelle Anwendungsmöglichkeit,<br />

wobei die global steigende Informationsflut heute mehr denn je die systematische bzw. strukturierte Arbeit<br />

mit Informationen erfordert, die in der Regel auf digitalen Systemen vollzogen wird, bieten Technische <strong>Informatik</strong>systeme<br />

damit Hilfen überall dort an, wo<br />

• Prozesse automatisiert bzw. optimal geführt werden sollen und können,<br />

• komplexe Projekte zu planen, zu steuern, zu überwachen und letztendlich zu führen sind,<br />

• inter- bzw. multimodaler Transport (und Logistik) einen verbesserten Entwurf der Transportsysteme –<br />

aber auch der Transportketten – erwarten lässt, da so die Optimierungspotenziale der Modalitäten der<br />

verschiedenen Teilsysteme im Gesamtzusammenhang untersucht und zu einem globalen Optimum –<br />

auch im Kontext verbesserter Umweltverträglichkeit – geführt werden können,<br />

• in der medizinischen Diagnostik durch verbesserte technische Lösungen ein mehr an Sicherheit und<br />

Qualität erreicht werden kann,<br />

• im Bereich der Nanotechnologie an den Grundlagen der Rechnerarchitekturen der Zukunft gearbeitet<br />

wird, beispielsweise durch mikromagnetische Simulation, wodurch die Dynamik der Magnetisierung<br />

von Nanostrukturen in hochfrequenten Magnetfeldern und in Anwesenheit hochfrequenter spinpolarisierter<br />

Ströme untersucht und interpretiert werden kann,<br />

165


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

166<br />

• durch Weiterentwicklung der Methodenvielfalt des e-Learning einerseits neue Nutzer einbezogen und<br />

andererseits neue Anwendungen eröffnet werden können,<br />

Der Arbeitsbereich Technische <strong>Informatik</strong>systeme arbeitet damit einerseits an Antworten auf die im Zuge der<br />

Globalisierung drängenden Problemstellungen mit ihren Auswirkungen auf die Industrie-, die Hochschullandschaft<br />

und die Zivilgesellschaft, andererseits an innovativen Themen der Grundlagenforschung. Per se ist<br />

die Globalisierung durch den überdurchschnittlich starken Einsatz moderner Informationstechniken gekennzeichnet.<br />

Um den daraus resultierenden Anforderungen zu genügen, hat sich der Arbeitsbereich Technische<br />

<strong>Informatik</strong>systeme in seiner fachlichen Ausrichtung als zuverlässiger methodischer und anwendungsorientierter<br />

Partner sowohl im nationalen als auch im europäischen und internationalen Rahmen positioniert,<br />

in dem Grundlagenforschung und erste prototypische Umsetzungen neu entwickelter Modelle, Methoden,<br />

Verfahren, Komponenten, etc., im Zusammenspiel mit Wissenschaft und Wirtschaft, ihren gemeinsamen<br />

Platz haben.<br />

Die fachliche Ausrichtung der Forschungsgebiete des Arbeitsbereiches Technische <strong>Informatik</strong>systeme liegen<br />

dabei, wie bereits dargestellt, auf der methodischen und anwendungsorientierten Forschung und Entwicklung<br />

von <strong>Informatik</strong>methoden und deren Umsetzung in unterschiedlichen Forschungsschwerpunkten.<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

Erforschung systemischer und technologischer Grundlagen Informationsverarbeitender Systeme und erste<br />

prototypische Umsetzung neu entwickelter Modelle, Methoden, Verfahren, Komponenten im Umfeld:<br />

• CAISE (Computer Aided Intelligent Systems Engineering),<br />

• Computergrafik<br />

• Daten- und Dokumentenmanagement,<br />

• Distributed Game Tree Search<br />

• E-Learning,<br />

• Embedded Computing Systems,<br />

• Geo-Informationssysteme,<br />

• Geometrisches Modellieren,<br />

• Hardware/Software Co-Design,<br />

• Inter- und Multimodaler Transport und Logistik<br />

• Lufttransportsysteme<br />

• Medizintechnik/Medizininformatik,<br />

• Nanotechnik,<br />

• Robotik/Mobile Autonome Systeme<br />

• Soft Computing<br />

• System Simulation,<br />

• Virtuelle und erweiterte Realität,<br />

• Workflow Management.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

Industrie und industrienahe Forschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• ADB, Brüssel, Belgien, (Möller)<br />

• Airbus, <strong>Hamburg</strong> (Hansmann, Möller)<br />

• BERATA GmbH <strong>Hamburg</strong> (Möller)<br />

• BMC, <strong>Hamburg</strong>, (Möller)<br />

• Cisco Systems GmbH, <strong>Hamburg</strong> (Kaiser)<br />

• DaimlerChrysler Research Institute Bangalore, Indien (Möller)<br />

• DaimlerChrysler Research Institue Palo Alto, USA, (Möller)<br />

• Dataport, <strong>Hamburg</strong> (Kaiser, Koch)<br />

• DLR, Braunschweig (Möller)<br />

• EADS, Bremen und <strong>Hamburg</strong>, (Hansmann, Möller)<br />

• Flughafen <strong>Hamburg</strong> GmbH, (Möller)<br />

• Fujitsu Computer/Siemens, <strong>Hamburg</strong> (Kaiser)<br />

• <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie Center e.V., (Möller)<br />

• iml, Fraunhofer Institut, Dortmund, (Möller)<br />

• Indivumed, <strong>Hamburg</strong>, (Möller)<br />

• Lufthansa Technik, <strong>Hamburg</strong>, (Hansmann, Möller)<br />

• on campus, Lübeck (Möller)


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

• PULSION Medical Systems AG, München, (Möller)<br />

• Send GmbH, <strong>Hamburg</strong>, (Möller)<br />

• Siemens AG, München, (Möller)<br />

<strong>Universität</strong>en, Technische Hochschulen, Fachhochschulen und Großforschungseinrichtungen in Deutschland<br />

• Budapest University of Technology and Economics, Ungarn, (Möller)<br />

• Deutsches Elektronen-Synchroton DESY, <strong>Hamburg</strong>, (Kaiser)<br />

• Fachhochschule <strong>Hamburg</strong>, (Kaiser, Möller)<br />

• Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, Fakultät Ressourcenmanagement, (Möller)<br />

• Fachhochschule Lübeck, (Möller)<br />

• FhG ASI, Birlinghofen, (Möller)<br />

• FZI, Karlsruhe, (Möller)<br />

• Heinrich Pette Institut, <strong>Hamburg</strong>, (Möller)<br />

• Medizinische <strong>Universität</strong> zu Lübeck, (Möller)<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Braunschweig, (Möller)<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Clausthal, (Möller)<br />

• Technische <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>-Harburg, (Kaiser, Möller)<br />

• UKE, (Hansmann, Möller)<br />

• <strong>Universität</strong> der Bundeswehr, FB Maschinenbau, <strong>Hamburg</strong>, (Hansmann, Kaiser, Möller)<br />

• <strong>Universität</strong> der Bundeswehr, FB Elektrotechnik, <strong>Hamburg</strong>, (Möller)<br />

• <strong>Universität</strong> Düsseldorf, (Möller)<br />

• <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, FB Medizin, Institut für Medizinische <strong>Informatik</strong>, (Hansmann, Möller)<br />

• <strong>Universität</strong> Hannover, (Kaiser, Möller)<br />

• <strong>Universität</strong> Karlsruhe (Kaiser)<br />

• <strong>Universität</strong> Kiel (Kaiser)<br />

• <strong>Universität</strong> Paderborn, Institut für <strong>Informatik</strong>, (Möller, Himstedt)<br />

• <strong>Universität</strong> Rostock (Kaiser. Möller)<br />

• ZAL, <strong>Hamburg</strong> (Möller)<br />

Kooperationspartner im Ausland<br />

• Aarhus University, Dänemark, (Möller)<br />

• Addis Ababa University, Äthiopien, (Möller)<br />

• Brno Technical University, Tschechische Republik, (Möller)<br />

• California State University, Chico, U.S.A., (Möller)<br />

• Mekelle University, Äthiopien, (Möller)<br />

• Technical University of Košice, Slowakische Republik, (Möller)<br />

• Technische <strong>Universität</strong> Wien, Österreich (Möller)<br />

• University of Alabama in Huntsville, U.S.A., (Möller)<br />

• University of Glasgow, Scotland, (Möller)<br />

• University of Louisville, Kentucky, U.S.A., (Möller)<br />

• University of Nebraska-Lincoln, U.S.A., (Möller)<br />

• University of Riga, Lettland, (Möller)<br />

• University of Stellenbosch, Südafrika, (Möller)<br />

• Wroclaw Technical University (Möller)<br />

Ausstattung<br />

Labor Computer Aided Intelligent Systems Engineering (CAISE)<br />

Labor Fachinformationssysteme und Datenmanagement (ISDM)<br />

Labor für Java- und Web-Technologien (JAWE)<br />

Labor für Medizintechnik und Medizininformatik (MIT)<br />

Labor für Robotik und Mobile Autonome Systeme (RAMSYS)<br />

Labor für Embedded Systems & Embedded Control (SMART)<br />

Labor Neuroinformatik (SYNAPSE)<br />

McLeod Institute of Simulation Science German Chapter <strong>Hamburg</strong> und Labor System Simulation (SYSSI)<br />

Labor für Virtual & Augmented Reality (VIRGIN)<br />

Lokales Workstationnetz bestehend aus:<br />

1 x Ultra Enterprise 450<br />

2 x SUN Ultra 60/1300<br />

Personal-Computer:<br />

167


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

168<br />

1x Quad-Opteron-Server 8218 2,61GHz<br />

1x Dual Core Opteron-Server 285 2,6GHz<br />

1 x Dual Athlon 1 GHz<br />

1 Dual PIII 1 GHz<br />

2 x AMD Athlon 2000+<br />

2x IBM Thinkpad R31<br />

1x Apple Macbook Pro<br />

1x Toshiba 4000 CDT<br />

Handhabungsgeräte:<br />

Kobra RS Handhabungsgerät<br />

Jungheinrich Industrie-Roboter<br />

11xDell Optiplex 745<br />

3xDell Precision 390<br />

13 x P4 3 GHz<br />

1 x P4 2,8 GHz<br />

4 x P4 2,4 GHz<br />

2 x P4 1,6 GHz<br />

2 x IBM kompatible PC mit 80386 Prozessoren (Local Bus)<br />

1 x SlimNote 5100 C<br />

3x IBM Thinkpad R31<br />

1xLenovo Thinkpad R60<br />

1x Apple Powerbook<br />

1x Toshiba 4000 CDT<br />

1x Dell Lattitude D620<br />

1x Dell Latitude ATG D630<br />

1x Sony VAIO<br />

Handhabungsgeräte:<br />

Kobra RS Handhabungsgerät<br />

Jungheinrich Industrie-Roboter<br />

GRAU-Industrierobotersystem<br />

Leiterplatten Fertigung (Hersteller LPKF) bestehend aus:<br />

Fräsbohrplotter ProtoMat 95s<br />

SMD Bestückungsgerät ZelPlace 220<br />

Druckkontaktierungsbad MiniContac II<br />

ProConduct Durchkontaktierungssystem<br />

Multilayer Presse MultiPress II<br />

Reflow Ofen ZelFlow RO4<br />

2. Die Forschungsvorhaben des Arbeitsbereichs<br />

Etatisierte Projekte:<br />

2.1 Computergrafik und Geometrisches Modellieren<br />

Hansmann, Werner, Dr.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1992<br />

Projektbeschreibung:<br />

Für den Entwurf und Fertigung sowohl technischer als auch künstlerischer Objekte (Fahrzeuge, Maschinenteile,<br />

Bauwerke, Bauteile, Skulpturen, etc.) mit Hilfe moderner DV-Technik ist eine exakte Beschreibung<br />

ihrer Form notwendig.<br />

Im Bereich des Computer Aided Geometriec Design werden mathematische Verfahren formuliert, die es gestatten,<br />

die Geometrie nahezu beliebig komplexer Raumkurven und räumlich gekrümmter Flächen zu beschreiben.<br />

So beschriebene Kurven und Flächen bilden die Grundelemente, aus denen in begrenzungsbasierten<br />

Modellierern kompliziert geformte Gesamtoberflächen von Objekten zusammengesetzt werden können.<br />

Daneben werden in neuerer Zeit sehr flexible Methoden zur Repräsentation der Nachbarschafts-Topologie<br />

für solche Objekte entwickelt. Ziel des Forschungsgebietes ist die Erstellung eines modular gestalteten<br />

Geometrie-Modellierens, der sowohl in der Forschung (als Testumgebung für neu entwickelte Verfahren) als


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

auch in der Ausbildung auf den Gebieten der CAD-Grundlagen, des geometrischen Modellierens und der<br />

Computergrafik eingesetzt werden kann.<br />

In der Computergrafik werden Verfahren untersucht, die es gestatten, von modellierten Objekten oder Objektkompositionen<br />

(Szenen) fotorealistische Abbildungen zu erzeugen (Ray Tracing, Radiosity sowie hybride<br />

Verfahren). Dazu gehören neben der Verwendung geeigneter Beleuchtungsmodelle die Berücksichtigung von<br />

Schärfentiefen, optischen Materialeigenschaften, natürlich wirkenden Texturen, etc. Im Hinblick auf kurze<br />

Berechnungszeiten werden Nebenläufigkeiten bei der Algorithmenentwicklung berücksichtigt.<br />

Anwendungsziele sind u. a. die computergestützte (grafische) Animation sowie die Entwicklung von Komponenten<br />

für VR-Systeme (”Virtual Reality”).<br />

Im Bereich der nicht-fotorealistischen Computergrafik werden Methoden untersucht, die es gestatten,<br />

Abbildungen von geometrisch modellierten Objekten unter Verwendung von Abstraktionskonzepten zu<br />

generieren, die traditionellen Techniken aus den Bereichen der Bildenden Kunst, der Architektur, der<br />

Kartografie, der technischen Illustrationen, etc. nachempfunden sind. Mit ihrer Hilfe können z.B.<br />

unwesentliche Formdetails bei der grafischen Darstellung weggelassen und wichtige Details hervorgehoben<br />

werden.<br />

Schlagwörter:<br />

Computer Grafik, Nachbarschaftstopologie, CAD, VR<br />

2.2 Embedded Computing Systems/Embedded Control<br />

Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1999<br />

Projektbeschreibung:<br />

Embedded Computing Systems sind technische <strong>Informatik</strong>systeme, bestehend sowohl aus Hardware- als<br />

auch aus Softwarekomponenten, die in größere, in der Regel heterogene, Umgebungen eingefügt sind. In diesem<br />

Sinne kann der µP/µC sowohl als zentraler Bestandteil eingebetteter Systeme aufgefasst werden als auch<br />

als eingebettetes System per se, und zwar durch seine Hardwarearchitektur und dem durch seinen Instruktionssatz<br />

bestimmten Mikroprogramm. Mit jährlich >3 Mrd. Stück in Produkte/Systeme eingebetteten µP/<br />

µC, mit steigender Tendenz, wird die Bedeutung eingebetteter Systeme für die technischen <strong>Informatik</strong>systeme<br />

eo ipso evident.<br />

Die Heterogenität moderner Anwendungen erfordert deshalb spezifische Entwurfsmethoden bei eingebetteten<br />

Systemen im Kontext Durchgängigkeit des Entwurfs sowohl in Bezug auf die verschiedenen Entwurfsschritte,<br />

wie z. B. Spezifikation, Synthese, Validierung, Integration, Wartung, etc. als auch bezüglich des Co-<br />

Design heterogener Systeme, d. h. Co-Spezifikation, Co-Synthese, Co-Simulation, Partitionierung etc. Damit<br />

kommt der Methodik des Hardware/ Software Co-Design, dem gemeinsamen, d.h. nebenläufigen Entwurf<br />

der Hardware- und Software-Komponenten eingebetteter Systeme, eine zentrale Bedeutung zu, besteht doch<br />

heute jedes Produkt aus einem Mix aus informationstechnischen (Hardware/Software) und kommunikationstechnischen<br />

(Netzwerke/ Protokolle) Anteilen.<br />

Die daraus resultierenden Fortschritte in der Mikroelektronik bzw. Mikrosystemtechnik und der ihnen<br />

zugrunde liegenden Methoden liegen in:<br />

• vielfältigeren und umfassenderen Anwendungen,<br />

• höherer Systemkomplexität,<br />

• größeren Leistungsanforderungen,<br />

• kürzerer Time to Market in Entwicklung und Produktion,<br />

• der Notwendigkeit die Entwurfs- und Testkosten zu senken,<br />

• abstrakterer Systemebene beim Entwurf durch Aufteilung der Funktionalität in Hardware und Software-<br />

Komponenten, durch die so genannte Hardware-/Software-Partitionierung.<br />

Bei der Analyse und Synthese eingebetteter Systeme ist es nunmehr zweckmäßig, ein so genanntes Sichtenkonzept<br />

zu verfolgen, welches durch ein Architekturmodel des eingebetteten Systems, ein reaktives Modell<br />

und letztendlich ein funktionales Modell beschrieben werden kann.<br />

Auf dieser Grundlage wurde eine geschlossene Methode zur Beschreibung eines Embedded Rear Suspension<br />

System in Zusammenarbeit mit dem Daimler Chrysler Forschungszentrum in Bangalore, Indien, entwickelt<br />

und deren Umsetzung für die industrielle Anwendung prototypisch untersucht. Des weiteren wurden verschiedene<br />

methodische Ansätze im Rahmen studentischer Arbeiten auf deren Machbarkeit hin untersucht und<br />

169


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

170<br />

erste prototypischen Implementierungen für Laborversuche im Rahmen der Vorlesung Eingebettete Systeme<br />

umgesetzt. Darüber hinaus wurden im Rahmen des von der National Science Foundation (NSF) U.S.A.<br />

geförderten Projekts CCLI – USE – ICE: Undergraduate STEM Initiative in Creative Educational Innovation<br />

for Electrical Engineering Students an einer Methode zum Virtual Prototyping als Ersatz für den<br />

physikalischen Laboraufbau erste Ergebnisse erzielt.<br />

Schlagwörter:<br />

Embedded Systems, Embedded Control, Embedded Intelligence, Time to Market, Entwurfsverfahren<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Möller, D. P. F.; Vakilzadian, H.: Virtual Prototyping Methodology as a Replacement for Physical Design in<br />

Teaching Embedded Systems, In: American Society for Engineering Education, <strong>2008</strong><br />

Möller, D. P. F.; Vakilzadian, H.: Qualification and Assessment Requirements for Simulation Based Electrical<br />

Engineering Education, In: American Society for Engineering Education, <strong>2008</strong><br />

Samala, P. R.; Vakilzadian, H.; Möller, D.P.F.: Modeling and Simulation of Common Primitive Operations<br />

Used in Block Ciphers, In Proceed. SCSC 07: Moving Towards the Unified Simulation Approach, Ed.: G.<br />

A. Wainer, H. Vakilzadian, SCS Publ.. San Diego, 2007, pp. 732-740<br />

2.3 <strong>Hamburg</strong>er RoboCups (<strong>Hamburg</strong> Dog Bots)<br />

Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing.; Schönefeld, Janis, Dipl.-Inf.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2003<br />

Projektbeschreibung:<br />

Der <strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> hat im Jahr 2003 das studentische Projekt „<strong>Hamburg</strong><br />

Dog Bots" gestartet, das seit 2004 in Kooperation mit Studierenden der Technischen <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>-<br />

Harburg und seit 2005 in Kooperation mit Studierenden der Hochschule der Angewandten Wissenschaften<br />

<strong>Hamburg</strong> jährlich stattfindet. Die „<strong>Hamburg</strong> Dog Bots“ sind das erste <strong>Hamburg</strong>er RoboCup-Team.<br />

RoboCup ist ein internationales, wissenschaftliches Projekt zur Förderung der <strong>Informatik</strong> und anderer<br />

Disziplinen, bei dem das Fußballspiel zentrales Forschungsthema ist. Fußball fordert den selbständig<br />

agierenden Robotern alles ab – Intelligenz, Mobilität, Reaktion und Teamgeist. Nirgendwo sonst können die<br />

Forscher ihre Entwicklungen im direkten Vergleich so praxisnah und standardisiert testen. Dabei profitieren<br />

alle teilnehmenden Teams gemeinsam von den erzielten Ergebnissen für ihre zukünftige Arbeit.<br />

Die auf diesem Wege gewonnenen Erkenntnisse helfen, das Leben der Menschen durch den Einsatz von<br />

Robotern zu erleichtern. So werden die Forschungsergebnisse aus dem RoboCup zum Beispiel in<br />

Rettungsrobotern in Katastrophenszenarien eingesetzt.<br />

Aufgrund des populären und einfach zu verstehenden Themas Fußball ist RoboCup ein Projekt mit großem<br />

Unterhaltungswert und wird daher nicht nur in wissenschaftlichen Kreisen mit regem Interesse verfolgt,<br />

sondern wird auch von Zuschauern sofort verstanden und gern gesehen.<br />

Auch auf die Studierenden wirkt das Projekt sehr motivierend und hat daher an den <strong>Informatik</strong>-<br />

<strong>Fachbereich</strong>en eine hohe Beteiligung.<br />

Das Team der „<strong>Hamburg</strong> Dog Bots“ wurde bis zum Wintersemester 08/09 als Einziges in Deutschland von<br />

einer Diplom-<strong>Informatik</strong>erin geleitet und diente damit als Vorbild für andere junge Frauen. Im<br />

Wintersemester 08/09 wurde die Teamleitung von Janis Schönefeld übernommen. <strong>2008</strong> wurde der<br />

Robotertyp der Liga in der die <strong>Hamburg</strong> Dog Bots spielen geändert und das Projekt wird umstrukturiert um<br />

andere Arbeitsbereiche des Departments mit einzubeziehen und diesen das RoboCup-Szenario als Lern- und<br />

Testumgebung für dort entwickelte Verfahren zur Verfügung zu stellen. Durch die so entstehende erweiterte<br />

Kompetenz soll auch die Wettbewerbsfähigkeit des Teams zu gewährleistet werden. In der ersten Phase der<br />

Umstrukturierung im Wintersemester 08/09, erarbeiten die Projektteilnehmer im Arbeitsbereich TIS eine<br />

Software Architektur die es ermöglicht gezielt einzelne Fragestellungen aus speziellen Teilgebieten der<br />

<strong>Informatik</strong> bezüglich des RoboCup zu untersuchen, auch in Bachelorarbeiten und Masterarbeiten. In der<br />

zweiten Phase, beginnend mit dem Sommersemester 09 wird die Architektur in Zusammenarbeit mit den<br />

Teammitgliedern aus anderen Arbeitsbereichen angepasst um eine optimale Nutzbarkeit der verwendeten<br />

Hardware und Software für Forschung und Lehre in allen beteiligten Arbeitsbereichen zu gewährleisten.


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Das Team besteht zurzeit aus den Studierenden Britta Gerkens, Steven Köhler, Chris Stahlhut, Stefan Simon,<br />

Maximilliam Hille und Wanja Slawski (TIS RoboCup-Project), den Wissenschaftlern Dennis Klimentjew<br />

(TAMS), Dr. Andreas Mäder (TAMS), Benjamin Seppke (KOGS), Dr. Daniel Moldt (TGI) und Janis<br />

Schönefeld (TIS) als Projektleiter. Da das RoboCup-Projekt in den letzten Jahren von TIS betreut wurde,<br />

liegt die Projektleitung bei Janis Schönefeld der zusammen mit den <strong>Hamburg</strong> Dog Bots in der „Four Legged<br />

League“ aktiv war.<br />

Das Team der <strong>Hamburg</strong> Dog Bots nahm im Sommersemester 2004 sehr erfolgreich sowohl an der German<br />

Open 2004 in Paderborn (3. Platz) als auch an der Weltmeisterschaft 2004 in Lissabon (5. Platz) teil. Bei der<br />

German Open 2005 gewann das Team die „Variable Lighting Challenge“. Im Juli 2005 qualifizierte sich das<br />

Team bei den Weltmeisterschaften in Osaka, Japan mit einem guten Platz in den Challenges für die<br />

Weltmeisterschaft 2006 in Bremen, die zeitgleich zur Weltmeisterschaft der menschlichen Fußballspieler in<br />

Bremen stattfand. Die Teilnahme an der European Open 2006 in Eindhoven und an der Weltmeisterschaft<br />

2006 in Bremen lief für das Team der <strong>Hamburg</strong> Dog Bots ebenso erfolgreich wie die German Open 2007 in<br />

Hannover (1. Platz in der Technical Challenge). <strong>2008</strong> hat das Team aufgrund der Umstrukturierung an<br />

keinem Wettbewerb teilgenommen. Eine Teilnahme an den German Open 2009 ist aber geplant.<br />

Schlagwörter:<br />

Robotik, RoboCup, Fourlegged League, Standard Platform League, <strong>Hamburg</strong> Dog Bots, <strong>Hamburg</strong>er<br />

RoboCup<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Schönefeld, J.: Realtime Object Recognition in the RoboCup Four-Legged League. Baccalaureatsarbeit,<br />

Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Roßmeyer, P.: Teamwork exemplified by the Four-Legged League in RoboCup. Studienarbeit, Department<br />

<strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Azzalini, L.: Verhaltenssteuerung und dynamische Rollenzuweisungsstrategie für die Fußballspielenden<br />

Hunde im RoboCup-Wettbewerb. Projektbericht, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Hoppe, S.; Labes, G.: Realisierung eines Kommentatorensystems mit Sony AIBOs. Projektbericht,<br />

Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2007<br />

Koch, B.: Cooperative Behaviour in Robot Soccer using Cognitions from Game Theory and Socionics. In: Q.<br />

Mehdi, F. Mtenzi, B. Duggan, H. McAtamney (Eds): Proceedings of 9 th International Conference on<br />

Computer Games (CGAMES’ 2006): AI, Animation, Mobile, Educational & Serious Games. The<br />

University of Wolverhampton, School of Computing and Information Technology, pp. 244-246, 2006<br />

Koch, B.: Using Interactive and Edutainment Robots to Encourage Girls in Technical Classes. In: Q. Mehdi,<br />

F. Mtenzi, B. Duggan, H. McAtamney (Eds): Proceedings of 9 th International Conference on Computer<br />

Games (CGAMES’ 2006): AI, Animation, Mobile, Educational & Serious Games. The University of<br />

Wolverhampton, School of Computing and Information Technology, pp. 247-250, 2006<br />

Koch, B.; Bergmann, B.; Bertling, N.; Dubber, J.; Krichevskyi, V.; Merkle, C.; Roßmeyer, P.; Schönefeld, J.;<br />

Selke, G.; Tennstedt, S.; Tinkhof, J.S.: Team Report <strong>Hamburg</strong> Dog Bots 2006. Department <strong>Informatik</strong>,<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2006<br />

Krichevskyi, V.: Automatisierte Kalibrierung von Farbtabellen für Sony Aibo Roboter in der „Variable<br />

lighting challenge” der Fourleggedliga im Robocup. Diplomarbeit, Department <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong>, 2006<br />

Koch, B.; Bertling, N.; Dubber, J.; Krichevskyi, V.; Niess, M.; Roßmeyer, P.; Schönefeld, J.; Selke, G.;<br />

Seppke, B.; Tinkhof, J.S.: The <strong>Hamburg</strong> Dog Bots – Team Description Paper 2006. <strong>Fachbereich</strong><br />

<strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, 2006<br />

2.4 System Simulation<br />

Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing., Wittmann, Jochen, Dr.-Ing.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1992<br />

Projektbeschreibung:<br />

Modellbildung, Simulation und Parameteridentifikation nichtlinearer dynamischer Systeme, sowohl technischer<br />

als auch nichttechnischer Prozesse, bilden eine leistungsfähige Methode der anwendungsbezogenen<br />

technischen <strong>Informatik</strong>systeme, z. B. im Kontext biologischer Abwasserreinigungsanlagen, um hier Vorhersagen<br />

über das komplexe Prozessverhalten treffen zu können, welches maßgeblich von der Variabilität des<br />

Anlagenzulaufs und der Anpassungsfähigkeit der Anlagenbiologie beeinflusst wird. Insbesondere gilt dies<br />

für neuartige, häufig mehrstufige Abwasserreinigungsverfahren und für den Fall, dass nicht nur schwachbe-<br />

171


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

172<br />

lastete kommunale Abwässer betrachtet werden, sondern komplexe Abwässer, wie Industrieabwasser oder<br />

Deponiesickerwasser, zu behandeln sind.<br />

Die bisherigen Forschungsaktivitäten in diesem Bereich umfassen die Modellbildung eines dreistufigen<br />

Verfahrens, welches mit kommunalem Abwasser getestet wurde, und ein zweistufiges Verfahren, welches<br />

zur biologischen Vorbehandlung von Deponiesickerwasser eingesetzt wurde. Weitere Forschungsaktivitäten<br />

beinhalten die Echtzeitanbindung der Simulation an verfahrenstechnische Prozesse, wobei auf entsprechende<br />

Werkzeuge, wie z. B. MATLAB/Simulink zurückgegriffen wird, z. B. auch um Hardware-Simulationen und<br />

Hardware-in-the-Loop-Simulationen durchzuführen, was Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten ist. Der<br />

Forschungsbereich System Simulation ist dem McLeod Institute of Simulation Sciences (MISS) angegliedert.<br />

Schlagwörter:<br />

Medizin, Biologie, Ökologie, Geologie<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Bolte, M.; Maier, G.; Möller, D. P. F.: Understanding and predicting the Electronic and Dynamic Behavior of<br />

Nanoscale Magnetic Random Access Memory (MRAM) Cells using Micromagnetic Modelling and<br />

Simulation, In: 19 th European Conference on Modelling and Simulation, pp. 574-579, Eds. Y. Merkuryev,<br />

R. Zobel, E, Kerkhoffs, SCS Publ. House, Ghent, 2005<br />

Wittmann, J.; Beyene, B.; Möller, D. P. F.: Modelling and Simulation in E-Learning for Sustainable Agricultural<br />

Development in Ethiopia, In: Simulatiostechnique, pp. 676-681, Eds.: F. Hülsemann, M.<br />

Kowarschik, U. Rüde, SCS Publ. House Erlangen, 2005<br />

Bolte, M.-A. B. W.; Möller, D. P. F.; Meier, G. D.; Thiemle, A: Simulation of Micro-magnetic Phenomena,<br />

In: Networked Simulation and Simulated Networks, pp. 407-41, Ed. G. Horton, SCS Publ. House, Ghent,<br />

2004<br />

Möller, D. P. F.: Mathematical and Computational Modeling and Simulation: Fundamentals and CaseStudies,<br />

422 Seiten, Springer-Verlag Heidelberg, 2004<br />

Möller, D. P. F.: Fundamentals and Case Studies for a Modeling and Simulation Model Curriculum, In:<br />

Networked Simulation and Simulated Networks, pp. 425-427, Ed. G. Horton, SCS Publ. House, Ghent,<br />

2004<br />

Drittmittelprojekte:<br />

2.5 DFG Graduiertenkolleg Maßgeschneiderte Metall-Halbleiter-Hybridsysteme<br />

Fachausschuss Physik: Hansen, Wolfgang, Prof. Dr. rer. nat., Heitmann, Detlef, Prof. Dr. rer. nat., Merkt,<br />

Ulrich, Prof. Dr. rer. nat., Pfannkuche, Daniela, Prof. Dr. rer. nat., Rübhausen, Michael, Prof. Dr. rer. nat.,<br />

Wiesendanger, Roland, Prof. Dr. rer. nat.<br />

Fachausschuss <strong>Informatik</strong>: Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing.<br />

Sprecher GrK 1286: Prof. Dr. Ulrich Merkt<br />

Stellvertretende Sprecher GrK 1286: Prof. Dr.. Dietmar P. F: Möller<br />

Prof. Dr. Daniela Pfannkuche<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

Bewilligung DFG ab 12/2005 bis 11/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Im Graduiertenkolleg "Maßgeschneiderte Metall-Halbleiter-Hybridsysteme" werden Halbleiter mit Normalleitenden<br />

Metallen, Supraleitern und Ferromagneten kombiniert, so dass hybride Systeme mit neuartigen<br />

Funktionalitäten entstehen. Beispiele für Hybridsysteme mit Funktionalitäten, die mit Metallen oder Halbleitern<br />

allein nicht erreicht werden können, sind EMR (extraordinary magnetoresistance)-Sensoren oder<br />

supraleitende Josephson-Feldeffekttransistoren.<br />

Für das physikalische und technologische Verständnis der Eigenschaften der Metall-Halbleiter-Hybridsysteme<br />

werden in Zusammenarbeit mit der <strong>Informatik</strong> Methoden und effiziente Algorithmen zur Simulation<br />

realer Systeme neu- und weiterentwickelt. Das Forschungsprogramm wird durch ein darauf abgestimmtes<br />

Studienprogramm ergänzt.<br />

Das Graduiertenkolleg ist als Graduate Class des Schwerpunkts Festkörper- und Nanostrukturphysik des<br />

Fachausschuss Physik der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> organisiert und bezieht den Fachausschuss <strong>Informatik</strong> der<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> mit ein. Es ist gleichzeitig Modell und Beitrag für eine Graduate School der Fakultät<br />

für Mathematik, <strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>.


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Das Graduiertenkolleg wird 15 Doktoranden und einen Postdoktoranden fördern. Ziel ist es, möglichst viele<br />

Doktoranden mit sehr gutem Abschluss einzustellen und ihnen erhöhte Stipendien anzubieten. Neben den<br />

Stipendiaten werden weitere Doktoranden und Postdoktoranden, die aus anderen Quellen finanziert werden,<br />

am Graduiertenkolleg teilnehmen. Die Gesamtzahl der Kollegiaten (Stipendiaten plus den dem<br />

Graduiertenkolleg zugeordnete Doktoranden) soll die Zahl 25 nicht überschreiten.<br />

Schlagwörter:<br />

Maßgeschneiderte Metall-Halbleiter-Hybridsysteme<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Güde, B., Bolte, M., Krüger, B., Najafi, M., Möller , D. P. F.: Spin Valves For Innovative Computing Devices<br />

And Architectures, In Proceed. 37 th SCS Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>,<br />

Edinburg, pp., Ed. D. Hamilton, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Najafi, M., Krüger, B., Bohlens, S., Selke, G., Güde., Bolte, M., Möller, D. P. F.: The micromagnetic<br />

modeling and simulation kit M3S for the simulation of the dynamic response of ferromagnets to electric<br />

currents, In Proceed. 37 th SCS Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Edinburg, pp.,<br />

Ed. D. Hamilton, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Bolte, M., Meier, G., Najafi, M., Möller, D. P. F.: Simulating Magnetic Storage Elements: Implementation<br />

of the Micromagnetic Model into Matlab –Case Study for Standardizing Simulation Environments, In<br />

Proceed. SCSC 07: Moving Towards the Unified Simulation Approach, Ed.: G. A. Wainer, H.<br />

Vakilzadian, SCS Publ.. San Diego, 2007, pp. 525-532<br />

Bolte, M., Krüger, B., Pfannkuche, D., Meier, G. and Merkt, U.: "Current-Driven Domain-Wall Dynamics in<br />

Curved Ferromagnetic Nanowires", Phys. Rev. B 75, 054421-1 - 054421-9 (2007). Also selected for the<br />

Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology.<br />

Bolte, M., Meier, G. and Bayer, C.: "Symmetry dependence of spin-wave eigenmodes in Landau-domain<br />

patterns", J. Magn. Magn. Mat. 316, e526-e528 (2007).<br />

Bolte, M., Meier, G., Eiselt, R., Bocklage, L., Drews, A., Krüger, B., Tyliszczak, T., Van Waeyenberge, B.,<br />

Chou, K. W., Schütz, G. and Stoll, H.: "Direct Observation of Spin-Torque- and Oersted Field-Induced<br />

Magnetic Vortex Gyration with X-ray Microscopy", submitted (2007).<br />

Drews, A., Krüger, B., Bolte, M., Meier, G. and Merkt, U.: "Influence of Chirality on Current- and Fielddriven<br />

Dynamics of magnetic anti-vortices", submitted (2007).<br />

Krüger, B., Drews, A., Bolte, M., Meier, G., Merkt, U. and Pfannkuche, D.: "Harmonic Oscillator Model for<br />

current- and field-driven magnetic vortices", Phys. Rev. B 76, 224426 (2007).<br />

Meier, G., Bolte, M., Merkt, U., Krüger, B. and Pfannkuche, D.: "Current-induced domain-wall motion in<br />

permalloy semi rings", J. Magn. Magn. Mat. 316, e966- e968 (2007).<br />

Meier, G., Bolte, M., Eiselt, R., Krüger, B., Kim, D.-H. and Fischer, P.: "Direct Imaging of Current-Driven<br />

Stochastic Domain-Wall Motion and Deformation", Phys. Rev. Lett., 98, 187202-1 - 187202-4 (2007).<br />

Also selected for the Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology and the Physical Review<br />

Focus Vol. 19, story 14.<br />

Bolte, M., Meier, G. and Bayer, C.: "Spin-Wave Eigenmodes of Landau-Domain Patterns", Phys. Rev. B 73,<br />

052406-1 - 052406-4 (2006). Also selected for the Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology.<br />

Bolte, M., Eiselt, R., Meier, G., Kim, D.-H. and Fischer, P.: "Real space observation of dipolar interaction in<br />

arrays of Fe microelements", J. Appl. Phys. 99, 08H301-1 - 08H301-3 (2006).<br />

Bolte, M., Meier, G., Najafi, M. and Möller, D. P. F.: “Computation of Spin-WaveSpectra of Magnetic<br />

Nanostructures for Information Storage Systems”, Proceedings of the 20th European Conference on<br />

Modelling and Simulation (ECMS) 2006, SE-136-1 - 136-6 (2006). Best Paper Award!<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DFG<br />

WAP-ANTRAG:<br />

Im Rahmen des Graduiertenkolleg GrK 1286 wurde vom AB TIS in 2006 und in <strong>2008</strong> jeweils im Rahmen<br />

des HBFG Großgeräte-Förderungsprogramms ein WAP-Antrag über jeweils 250.000 € zur Ausstattung des<br />

Graduiertenkollegs gestellt und nach dessen Bewilligung (WAP Antrag 2006) die IT Systemkomponenten<br />

beschafft. Für den WAP Antrag <strong>2008</strong> kann erst in 2009 beschafft werden.<br />

173


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2.6 DAAD Programm 6. Deutsche Sommer Akademie <strong>2008</strong>: International Summerclass "Physics of<br />

Functional Micro- and Nanostructures"<br />

Kursprogramm<br />

174<br />

Ziele der Sommerschule sind<br />

• Einführung in die Grundlagen der Physik der Mikro- und Nanostrukturen aus Halbleitern, Metallen und<br />

Ferromagneten,<br />

• Überblick über verschiedene experimentelle Methoden zur Herstellung, Präparation und Untersuchung<br />

von Mikro- und Nanostrukturen (Molekularstrahlepitaxie, Elektronenstrahllithographie, optische<br />

Spektroskopie, Transportmessungen, Rastersensormethoden),<br />

• Einblick in die Simulation realer Mikro- und Nanostrukturen (Vorstellung von Programmpaketen wie<br />

MATLAB, OOMMF und COMSOL),<br />

• Einblick in aktuelle Forschungsarbeiten von international anerkannten Wissenschaftlern.<br />

Das Lernprogramm setzt sich aus Kursen und Seminaren zusammen, die von den Antragstellern des<br />

Graduiertenkollegs 1286 "Maßgeschneiderte Metall-Halbleiter-Hybridsysteme" durchgeführt werden.<br />

Folgende Kurse wurden durchgeführt:<br />

• Course 1: Semiconductors and Ferromagnets (Ulrich Merkt)<br />

• Course 2: Molecular Beam Epitaxy (Wolfgang Hansen)<br />

• Course 3: Low-Dimensional Electron Systems (Daniela Pfannkuche)<br />

• Course 4: Optical Spectroscopy (Detlef Heitmann, Michael Rübhausen)<br />

• Course 5: Scanning-Probe Methods (Roland Wiesendanger)<br />

• Course 6: Simulations of Micro- and Nanostructures (Dietmar Möller)<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DAAD<br />

2.7 HADU – HAMBURG A Dynamic Underground<br />

Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing.; Reuther, Claus-Dieter, Prof. Dr. rer. nat., Dahm Thorsten., Prof. Dr. rer. nat.<br />

Scherbaum, Friedrich., Prof. Dr. rer. nat.<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

04/2005 bis 03/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

The metropolitan region of <strong>Hamburg</strong> (about 2 million inhabitants) is geologically situated in the center of a<br />

late Tertiary basin with Quaternary and recent deposits comprising a wide range of more or less consolidated<br />

sandy, clayey and organic sediments. The extraordinary geological situation of the city of <strong>Hamburg</strong> is<br />

manifested by several large salt-diapers’ rising from the deeper subsurface and affecting the overburden by<br />

deformation. Special geo risks’ are induced by roof-collapses of caverns created by evaporated-solution and<br />

karstification in these diapers’. Collapses in minor depths have created more than 30 collapse features<br />

represented by morphological depressions in the city area (Niedermayer 1962, Grube 1971, 1973; Paluska<br />

2002). Collapse-earthquakes in <strong>Hamburg</strong> were observed since the 18 th century; organized records exist since<br />

the 20 th century. During the last 100 years 20 collapse-quakes occurred, this means averagely every five<br />

years, and led to relatively severe damages. The last <strong>Hamburg</strong> collapse earthquake happened on the 8 th of<br />

April 2000. Recent creeping vertical surface uplift is observable in several parts of the city and might be<br />

related to ongoing salt-tectonics such as faulting and folding. However observable slow-moving recent<br />

subsidence can be either salt-tectonically induced by forming rim-synclines around the diaper or by a tectonic<br />

ground-water lowering. Ongoing formation of salt-tectonic structures during the Quaternary were analyzed<br />

by Paluska (1995). Current surface oscillations were monitored in <strong>Hamburg</strong> in the sixties and seventies by<br />

Fleischhauer (1979) and demonstrate maximum uplift of 1,2 mm and maximum subsidence of 3,6 mm per<br />

year.<br />

These movements as well as the Quaternary sedimentary pattern governs the behavior of the subsoil and the<br />

area covered with buildings from small houses to multi-story buildings and large factories, power-plants,<br />

large complexes of research institutions, streets, tunnels, rail- and subways. A modern reconnaissance of the<br />

subsurface structure and the estimation of potential geo risks is an important contribution to the installation<br />

control within the existing infrastructure and to an advanced knowledge of the subsoil regarding the<br />

realization and surveying of future constructions.


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

The objectives of the geological sub-project are the determination and analysis of near surface structures<br />

above and along the Othmarschen–Langenfelde diaper to classify past and recent movements associated with<br />

the diaper. To evaluate potential geo risks and sub-recent geologic evolution Ground Penetrating Radar<br />

(GPR) in combination with structural and sediment logical field investigations will be applied.<br />

The main goal of the geophysical sub-project in this proposal is to estimate the 3D-geometry of the top of the<br />

Othmarschen–Langenfelde diaper by means of ambient seismic vibration methods and other standard geophysical<br />

methods. Both array and single station H/V measurements will be conducted to estimate both the<br />

dispersion characteristics (array measurements) as well as the elliptic ties of Rayleigh waves (H/V<br />

measurement) contained in the ambient seismic vibration wave field. The information can be used to derive<br />

shallow to intermediate deep shear wave velocity structures in a combined inversion procedure.<br />

The methodical innovation of this proposal consists in the development and implementation of an adaptive<br />

array configuration measurement strategy for the in-field determination of dispersion curves and averaged<br />

H/V ratios and subsequent in-field combined inversion of shear wave velocity structures. The nature of the<br />

ambient wave field in <strong>Hamburg</strong>, which consists of a strong micro seismic component in the frequency range<br />

between 0.2 and 0.5 Hz, as well as the expected penetration depth together with the strong impedance<br />

contrast between sediment and salt provide excellent prerequisites to achieve the proposed goal.<br />

The objective goals of the informatics’ sub-project: Information and Visualization Technologies are:<br />

providing an ICT framework for data integration and visualisation, and developing and integrating NURBS<br />

based 3D visualisation in order to model spatial data in 3 dimensions, utilizing 3 dimensional Non-Uniform<br />

Rational B-Splines, V(olume)-NURBS. The suggested model benefits from its compact (vector-) analytical,<br />

closed form, distinguishing it from highly discrete approaches like finite elements (FEM). The design and<br />

implementation of the mathematical model encapsulates rather advanced mathematics and offers a<br />

convenient and stringent way to model thematic, i.e. non spatial data attributes and to bind them to spatial<br />

data. Moreover fuzzy information and vague geometries will be represented in a realistic and efficient way.<br />

Schlagwörter:<br />

Ground Penetrating Radar, elliptic ties of Rayleigh waves, in-field combined inversion of shear wave<br />

velocity structures, an ICT framework for data integration and visualisation, 3 dimensional Non-Uniform<br />

Rational B-Splines, V(olume)-NURBS, fuzzy information and vague geometries<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Wittmann, J.: Basic Considerations on Using Visualization and Fuzzy Methods to Generate 3D-Models from<br />

Different Geological Data SourcesIn: Hryniewicz, O.; Studzinski, J.; Romaniuk, M.: EnviroInfo<br />

Warshaw 2007 – Environmental Informatics and Systems Research, Aachen 2007, pp. 511-517<br />

Wittmann, J.: A Software Architecture for the Cooperation Project HADU (<strong>Hamburg</strong>’s Dynamical<br />

Underground) In: Hryniewicz, O.; Studzinski, J.; Romaniuk, M.: EnviroInfo Warshaw 2007 –<br />

Environmental Informatics and Systems Research, Aachen 2007, pp. 159-166<br />

Wittmann, J.: Konzeption der Softwarearchitektur für das Kooperationsprojekt HADU (<strong>Hamburg</strong>s<br />

dynamischer geologischer Untergrund) In: Wittmann, J., Wohlgemuth, V.: Simulation in Umwelt- und<br />

Geowissenschaften, Workshop Berlin 2007, Aachen 2007, S. 115-125<br />

Wittmann, J.: HADU: <strong>Hamburg</strong>s dynamischer geologischer Untergrund – Anforderungen und<br />

Lösungskonzepte des Teilprojektes Informationstechnologie. In: Wittmann, J.; Müller, M..: Simulation in<br />

Umwelt- und Geowissenschaften: Workshop Leipzig 2006, Shaker-Verlag, Aachen 2006, ISBN 3-8322-<br />

5132-4, S.245-253<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: BMBF<br />

Sachmittel: € 160.000,00<br />

Personalmittel: 4 BAT IIa<br />

2.8 USE-eNET: US-Europe e-Learning NETwork in Science and Engineering<br />

EU Lead Director: Möller, Dietmar P. F., Prof. Dr.-Ing.; U.S. Lead Director: Crosbie, Roy E., Prof. Dr. (CSU<br />

Chico)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

10/2004 bis 09/<strong>2008</strong><br />

175


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Projektbeschreibung:<br />

176<br />

The proposed complementary activity will establish a model for program sustainability involving an<br />

optimum combination of mechanisms for student learning and international exchange and interaction. It will<br />

build on the successful experience of the 3-year implementation project, USE-ME, which established a<br />

consortium of 3 U.S. and 3 European universities to develop an international graduate program in computer<br />

science & engineering focused on the interdisciplinary topic computational modeling & simulation (M&S).<br />

Successful outcomes included:<br />

• Initiation of transatlantic student exchanges<br />

• Faculty exchanges to teach courses on partner campuses.<br />

• Summer session courses open to transatlantic exchange students.<br />

• Textbook on “Mathematical and Computational Modelling and Simulation” by Springer Publishing.<br />

• Presentations on “Program Sustainability” at the Halifax and Lisbon EC-US-CANADA Project<br />

Directors’ Conferences.<br />

USE-ME concentrated on establishing full semester student exchanges and achieved limited success in this<br />

regard. It is clear that sustaining the program requires other modalities for course delivery and student<br />

exchange and interaction. In particular, a truly international program must involve web-based e-learning as a<br />

major method of course delivery, but to be successful the on-line courses must incorporate innovative<br />

features that allow students to work together on team projects. The complementary activity consortium USEeNET<br />

now plans to develop a generic design framework for an e-learning and simulation environment that<br />

will meet the needs of a wide range of disciplines. A prototype best practise e-book and a set of course<br />

modules will be produced including modules for transatlantic team projects. It is intended that these courses<br />

together with faculty exchanges, semester exchanges, short transatlantic study workshops, and transatlantic<br />

industry internships will provide a spectrum of opportunities that will constitute a model international graduate<br />

program. The scope of the complementary activity itself will include the following:<br />

• Build a new consortium with two former USE-ME partners (in addition to the original USE-ME lead<br />

partners) and two new academic consortia partners on each side, and attend at least the annual EC-US-<br />

CANADA Joint partners meetings.<br />

• Develop a prototype generic e-learning and simulation environment capable of meeting the needs of a<br />

wide range of disciplines and develop a prototype set of course modules that include the operation of<br />

transatlantic student team projects.<br />

• Demonstrate the interdisciplinary nature of M&S by incorporating course material on selected special<br />

topics: modelling and simulation applications in transportation systems and medicine, exploiting the<br />

expertise of consortia partners.<br />

• Develop a Memorandum of Agreement between the consortia partners that will deal with the<br />

administrative actions needed to allow students from any partner campus to participate in the<br />

complementary joint activities of the program.<br />

• Establish Letters of Intent with industrial partners regarding support after the funding period is over<br />

Efforts will continue outside the scope of the complementary activity to present the generic design<br />

framework of an e-learning and simulation environment at national and international conferences in the fields<br />

of education, e-learning, simulation, transportation, and medicine to disseminate information about the USEeNET<br />

project. We plan to organize short workshops, and special sessions at the respective conferences.<br />

Moreover it is planned to produce textbooks and publications about the USE-eNET topics.<br />

The European Partner Universities are: University of Aarhus, Denmark, Technical University of Budapest,<br />

Hungary, University of Glasgow, Scotland, UK.<br />

The U.S. Partner Universities are: University of Alabama at Huntsville, University Louisville, Kentucky,<br />

University of Nebraska-Lincoln.<br />

Schlagwörter:<br />

Virtueller Campus, Multimedia, Datenbankserver<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Möller, D. P. F., Vakilzadian, H., Crosbie, R. E.: USE Transatlantic E-Learning Network: Follow-up Report,<br />

In Proceed. SCSC 07: Moving Towards the Unified Simulation Approach, Ed.: G. A. Wainer, H.<br />

Vakilzadian, SCS Publ.. San Diego, 2007, pp. 1175-1178<br />

Möller, D. P. F., Crosbie, R.E.: United States – Europe e-Learning Network (USE_eNET) in Education, In<br />

Proceed. Spring Simulation Conference, Huntsville, Alabama, pp. 41-46, Eds. J. A. Hamilton, R.<br />

MacDonalds, SCS Publ., San Diego, 2006


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Hess, S., Möller, D. P. F., Shar, H., Schroer, B., J.: Internet Based Transatlantic Simulation Student Project,<br />

In Proceed. Spring Simulation Conference, Huntsville, Alabama, pp. 543-547, Eds. J. A. Hamilton, R.<br />

MacDonalds, SCS Publ., San Diego, 2006<br />

Möller, D. P. F., Vakilzadian, H., Schroer, B. J., Crosbie, R. E.: Architectural Concepts For Integrating<br />

Simulation Into The USE_eNET Framework, In Proceed. of the 2006 International Conference on<br />

Modeling and Simulation-Methodology, Tools, Software Applications, pp. 111-116, Eds.: R. Huntsinger,<br />

H. Vakilzadian, T. Ören, SCS Publ., Calgary, Canada, ISBN: 1-56555-309-8<br />

Möller, D. P. F., Crosbie, R. E.: United States – Europe e-Learning Network (USE_eNET) in Education: A<br />

Follow-up Report, In Proceed. of the 2006 International Conference on Modeling and Simulation-Methodology,<br />

Tools, Software Applications, pp. 127-129, Eds.: R. Huntsinger, H. Vakilzadian, T. Ören, SCS<br />

Publ., Calgary, Canada, ISBN: 1-56555-309-8<br />

Möller, D. P. F., Vakilzadian, H., Crosbie, R. E.: Soccer Playing Robots: A Transatlantic Engineering Student<br />

Team Project In The USE-eNET Project, In Proceed. of the 2006 International Conference on<br />

Modeling and Simulation-Methodology, Tools, Software Applications, pp. 130-136, Eds.: R. Huntsinger,<br />

H. Vakilzadian, T. Ören, SCS Publ., Calgary, Canada, ISBN: 1-56555-309-8, Best Paper Award !<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: EC, U.S. Government<br />

Sachmittel: € 160.000,00 und US $ 250.000,00<br />

Personalmittel: 1/2 BAT IIa<br />

2.9 CARMA – CAR Management on Aprons<br />

Flughafen <strong>Hamburg</strong> GmbH (Hr. A. Husfeldt), AIRSYS Airport Business Information Systems GmbH (Dr. R.<br />

Ratz), Deutsche Flugsicherung GmbH, Airbus Deutschland GmbH (Hr. Reimann), Deutsches Zentrum für<br />

Luft und Raumfahrt e.V. (Dr. C. Meier), Technische <strong>Universität</strong> Braunschweig (Prof. Dr. P. Hecker),<br />

Technische <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>-Harburg (Prof. Dr. F. Voigt, Prof. Dr. V. Thurau) , <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

(Prof. Dr. D. P. F. Möller)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

10/2006 bis 09/<strong>2008</strong><br />

Projektbeschreibung:<br />

Das künftige Wachstum des Luftverkehrs wird sich verstärkt an den heutigen „Mid-Size-Airports“ abspielen.<br />

Damit der Flughafen nicht zum Flaschenhals des Lufttransportsystems wird, muss mit moderner Technologie<br />

für eine optimale Nutzung der vorhandenen Ressourcen gesorgt werden. Aufgrund langer System-Lebenszyklen<br />

ist dabei mit hinreichend zeitlichem Vorlauf Vorsorge zu betreiben.<br />

Es ist internationaler Konsens, dass A-SMGCS Systeme in modularen Schritten implementiert, für den Erhalt<br />

der Sicherheit bei steigendem Verkehrsaufkommen, für die bessere Ausnutzung von Flughafenkapazitäten<br />

unter widrigen Sichtbedingungen und für eine bessere Effizienz des Luftverkehrs sorgen werden.<br />

Der erste Implementierungsschritt eines A-SMGCS konzentriert sich dabei auf die Funktionen Surveillance<br />

und Control. Er besteht aus einem automatischen Multisensorsystem, dass dem Lotsen im Tower und den<br />

Operateuren in der Vorfeldkontrolle eine synthetische Verkehrslagedarstellung liefert – als Ersatz für das<br />

veraltete analoge ASDE-Radarbild. Grundlage dafür ist die Fusion von Daten nicht-kooperativer Sensoren<br />

und kooperativer Sensoren. Durch die Einbindung kooperativer Sensoren wird die positive Identifizierung<br />

von Flug- und Fahrzeugen ermöglicht, ein wesentlicher Vorteil gegenüber der alten Primärradartechnik. Ein<br />

automatisches System prüft zusätzlich die gemessene Verkehrslage auf sich anbahnende gefährliche Situationen<br />

– insbesondere auf Runway-Incursions, und warnt die Lotsen entsprechend. In der Vergangenheit gab es<br />

in Europa schwere Flugunfälle durch Runway-Incursions. Durch die Implementierung erster A-SMGCS<br />

Teilfunktionalitäten sind bereits weitere schwere Unfälle verhindert worden. Es kann weiter gezeigt werden,<br />

dass Kapazitätseinbrüche aufgrund schlechter Sichtbedingungen durch diese Grundausbaustufe eines A-<br />

SMGCS erheblich gemildert werden können und sogar Taxizeiten in bestimmten Fällen verkürzt werden<br />

können.<br />

Weitere Ausbaustufen eines A-SMGCS beinhalten Planungssysteme, welche optimale operationelle Abläufe<br />

berechnen und den Operateuren vorschlagen – sog. Assistenzsysteme. Die Entscheidung, inwieweit so ein<br />

automatisch generierter Plan situationsabhängig umgesetzt wird, obliegt dem Operateur. Das technische System<br />

passt sich in jedem Fall immer wieder an die Realität und die Entscheidung der Operateure an. Weiterhin<br />

enthalten die höheren A-SMGCS-Dienste Funktionalitäten zur besseren Führung von Flugzeugen und Fahr-<br />

177


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

178<br />

zeugen. Als technische Führungshilfen sind einerseits dynamisch angesteuerte Befeuerungen (Follow-the-<br />

Green Konzept, Runway-Incursion-Prevention Konzept), andererseits bordseitige Pilotenassistenzsysteme<br />

vorgesehen. Bordseitige Pilotenassistenzsysteme zeigen u.a. die eigene Flugzeugposition auf einer Flughafenkartendarstellung<br />

und stellen Kontextinformation (z.B. umgebende Verkehrsituation) sowie Führungsinformation<br />

(z.B. Rollroute und Freigaben) dar. Durch die Pilotenassistenzfunktionen an Bord werden Dienste<br />

wie z.B. ADS-B, TIS-B und CPDLC im A-SMGCS-Kontext nutzbar gemacht.<br />

DFS und FHG planen auf dem <strong>Hamburg</strong>er Flughafen ein operationelles A-SMGCS (Level 1 und 2 nach EU-<br />

ROCONTROL) als Ersatz für das bisherige ASDE zu implementieren. Zwischen DFS, FHG und DLR wurde<br />

in einem MoU vereinbart, dass dieses operationelle System langfristig gleichzeitig als Grundlage für die<br />

Installation einer Feldtest-Plattform genutzt werden soll. Damit ist in Deutschland die Entscheidung für den<br />

<strong>Hamburg</strong>er Flughafen als künftige operationelle ATM-Testplattform gefallen. Im Zusammenspiel mit den<br />

anderen genannten Versuchsumgebungen in Braunschweig und durch die verstärkte regionale Vernetzung<br />

mit der TUHH und der UHH wird ein Beitrag geleistet für ein ideales Umfeld für innovative Luftfahrtforschung<br />

in Norddeutschland.<br />

Aufbauend auf die im Aufbau befindliche Feldtestplattform auf dem <strong>Hamburg</strong>er Flughafen wird mit dem<br />

Projekt CARMA ein erstes Anwendungsprojekt aufgesetzt, welches ein Fahrzeugmanagementsystem als<br />

Innovative Prototypen-Entwicklung prototypisch im Rahmen einer Machbarkeitsstudie aufbaut. In einem<br />

nächsten Schritt erfolgt eine Integration mit dem operationellen A-SMGCS.<br />

Schlagwörter:<br />

User-Requirements, Safety Case, Business Case, Ortung und Identifikation, Kommunikation, Datenbanken<br />

und Maps, Flotten, Tournaround<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: FHH / DLR<br />

Sachmittel: € 80.000<br />

Personalmittel: € 760.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Loth, S., Venzke, M., Möller, D. P. F., Husfeldt, A., Turau, V., Meier, C.: Car Management on Aprons<br />

(CARMA) – Developing Integrated Solutions for Vehicle Management at Mid-Size Airports, In: Proceed.<br />

Intern. Workshop on Aircraft System Technology, pp. 257- 266, Ed.: O. von Estorff, Shaker Verlag,<br />

Aachen, 2007<br />

2.10 WFF Turnaround<br />

Flughafen <strong>Hamburg</strong> GmbH (Hr. A. Husfeldt), AIRSYS Airport Business Information Systems GmbH (Dr. R.<br />

Ratz), Deutsche Flugsicherung GmbH, Airbus Deutschland GmbH (Hr. Reimann), Deutsches Zentrum für<br />

Luft und Raumfahrt e.V. (Dr. C. Meier), Technische <strong>Universität</strong> Braunschweig (Prof. Dr. P. Hecker),<br />

Technische <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>-Harburg (Prof. Dr. F. Voigt, Prof. Dr. V. Thurau) , <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

(Prof. Dr. D. P. F. Möller)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

07/2007 bis 07/2010<br />

Projektbeschreibung:<br />

Ressourcenmanagement / Turnaround<br />

• Erfassung, Identifikation, Routenplanung, Einsatzplanung der Ressourcen (Fahrzeiten,<br />

Streckenführung, Bereitstellung, Anzahl (Gerät, Personal)).<br />

• Planungs- und Simulationstool (Gate Allocation, alternative Positionsbelegung), Push-Back-Planung,<br />

Dateninformation an Turnaround Personal per Übertragung (automatische Statusmeldungen),<br />

Ersatzteilversorgung, OPS-Unterstützung<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: BMWi / DFS<br />

Sachmittel: € 80.000<br />

Personalmittel: € 760.000


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

./.<br />

2.11 ROLL MOPS<br />

Siemens AG, Siemens Airport Center, Industrial Solutions and Services (Hr. T. Kamm), N. V. ADB S. A.<br />

(Hr. P. Reijnders, Hr. P. Vossenberg, Hr. J.-C. Vandervoorde), <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong>, AB TIS (Prof. Dr.-Ing.<br />

D. P. F. Möller)<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

07/2007 bis 07.2010<br />

Projektbeschreibung:<br />

Schlüsselfunktionen aus A-SMGCS Level 3 und 4:<br />

• Erkennung und Vermeidung von Runway-Incursion<br />

• dynamische Rollführung (z.B. Follow The Green)<br />

• Vernetzung der Feldgeräte über Ausbildung der power line zu einem Bussystem<br />

Entwicklungsthemen:<br />

• Anwendbarkeit dynamischer geschalteter Rollfeldbefeuerung<br />

• LED Technologie für Flugfeldbefeuerung in neuen Anwendungen (Runway Incursion, Follow the<br />

Green, Statusanzeige Rollwege)<br />

• Lokale Prozessoren (embedded systems) entsprechend Safety Case Requirements für Erkennung,<br />

Überwachung (IFD instrument fault detection), Steuerung, Datenkompression und Datenfusion<br />

• Parallele power line Kommunikation<br />

• Sensorik für surveillance und monitoring, optisch (Video für Erkennung und Lichtaustritt) und<br />

Nahbereichsradar<br />

• Materialforschung für erhöhte Oberflächengüte der optischen Gläser (Härte, Farbe, Selbstreinigung –<br />

Lotusblüteneffekt, NANO Technik)<br />

• Bisher verfügbare A-SMGCS Surveillance-Daten sollen durch zusätzliche Sensoren angereichert<br />

werden. Die auf Basis der somit angereicherten Daten erstellte Darstellung der Verkehrssituation soll<br />

auf einem integrierten Lotsenarbeitsplatz (Integrated Controller Working Position/„CWP“) abgebildet<br />

werden.<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: BMWi / DFS<br />

Sachmittel: € 120.000<br />

Personalmittel: € 3.500.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

./.<br />

2.12 SPITZENCLUSTER WETTBEWERB BMBF - Luftfahrtcluster Metropolregion <strong>Hamburg</strong><br />

In einer Pressemitteilung des BMBF, vom 02.09.<strong>2008</strong>, hat Bundesforschungsministerin Annette Schavan die<br />

Sieger der ersten Runde des Spitzencluster-Wettbewerbs bekannt gegeben. Der Auswahlprozess für den<br />

Wettbewerb verlief zweistufig: Aus 38 eingegangenen Bewerbungen hatte sich die Jury im März <strong>2008</strong><br />

zunächst für 12 Finalisten entschieden. Aus diesem Kreis wurden nunmehr die fünf Gewinner ausgewählt.<br />

Insgesamt 200 Millionen Euro erhalten die fünf Gewinner des BMBF-Wettbewerbs. Einer der fünf Gewinner<br />

ist der Luftfahrtcluster Metropolregion <strong>Hamburg</strong>. Der Cluster ist in Form einer Private Public Partnership<br />

von Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und der öffentlichen Hand organisiert. Er verfolgt<br />

das Ziel ökonomische und ökologische Konzepte für den zunehmenden Flugverkehr, im Sinne eines<br />

systematischen, ganzheitlichen Ansatzes, zu entwickeln. In diesem Sinne deckt er die gesamte Innovations-<br />

und Wertschöpfungskette des Flugzeugbaus von Forschung über Entwicklung, Erprobung, Produktion,<br />

Ausstattung und Verwertung ab. Der Luftfahrtcluster Metropolregion <strong>Hamburg</strong> will sich als weltweites<br />

Kompetenzzentrum für „Neues Fliegen“ etablieren. Dabei verfolgt der Cluster das Ziel, sich und seine<br />

Kompetenzen vor dem Hintergrund globaler Megatrends international zu positionieren und damit die<br />

Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Luftfahrtindustrie zu sichern. Anlässlich der Auswahl des<br />

Luftfahrtcluster Metropolregion <strong>Hamburg</strong> hat Senator Axel Gedaschko, Behörde für Wirtschaft und Arbeit<br />

der Freien und Hansestadt <strong>Hamburg</strong>, die Mitwirkenden am Luftfahrtcluster Metropolregion <strong>Hamburg</strong> am<br />

Dienstag, den 2. September, zu einem Empfang im Hotel Hafen <strong>Hamburg</strong> eingeladen, um das Erreichte<br />

179


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

180<br />

Revue passieren zu lassen und die Grundlage für weitere Erfolge auf dem Weg zum „Neuen Fliegen“ zu<br />

schaffen. Der Luftfahrtcluster wird in den kommenden 5 Jahren mit 40 Mio. € gefördert.<br />

Der Arbeitsbereich Technische <strong>Informatik</strong>systeme der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> ist im Luftfahrtcluster<br />

Metropolregion <strong>Hamburg</strong> für das Hauptarbeitspaket 6 Integration und Bewertung verantwortlich.<br />

In Kürze werden hier mehrere Stellen für wissenschaftliche Mitarbeiter ausgeschrieben.<br />

2.13 Multimodal Transport and Logistic<br />

Schroer, Bernard, Prof. Dr., UAH, Harris, Gregor, Dr., UAH, Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing. UHH<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

01/2007 bis 12/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

Research Objective<br />

Transportation infrastructure planning tool that:<br />

• Incorporates the major highway network of the entire state of Alabama and links the multiple<br />

Metropolitan Transportation Organizations<br />

• Addresses alternatives for freight transport on waterways and rail and assesses impact on highway<br />

congestion<br />

• Based on Mississippi VITS and developed in conjunction with the National Center for Intermodal<br />

Transportation<br />

• Discrete-event model of freight traffic on roadways, navigable waterways, railways, and intermodal<br />

centers in Alabama<br />

• ProModel software interfaced with Excel spreadsheets<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DOT<br />

Sachmittel: $ 120.000<br />

Personalmittel: $ 250.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Harris, G., Spayd, M., Schroer, B., Anderson, M., Möller, D. P. F.: Simulating the Impact of Increased Truck<br />

Traffic Through Tunnel Crossing Mobile River, In Proceed. HSC Internat. Conference on Modeling and<br />

Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Harris, G., Schroer, B., Rahman, M., Möller, D. P. F.: Container Sampling Plans on Port Operations<br />

Container Security Inspection: Simulation to Evaluate Various Impacts, In Proceed. HSC Internat.<br />

Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San<br />

Diego, <strong>2008</strong><br />

Schroer, B., Shar, H., Möller, D.P. F.: Internet Based Freight Transportation Model, Huntsville Simulation<br />

Conference, October, 2006<br />

Wittmann, J., Göbel, J., Möller, D. P. F.: Refinement of the Virtual Intermodal Transportation System<br />

(VITS) and Adoption for Metropolitan Area Traffic Simulation, In Proceed. SCSC 07: Moving Towards<br />

the Unified Simulation Approach, Ed.: G. A. Wainer, H. Vakilzadian, SCS Publ.. San Diego, 2007, pp.<br />

411-415<br />

Schroer, B., Harris, G., Möller, D. P. F.: Simulation to Evaluate Several Critical Factors Effecting<br />

Manufacturing, In Proceed. SCSC 07: Moving Towards the Unified Simulation Approach, Ed.: G. A.<br />

Wainer, H. Vakilzadian, SCS Publ.. San Diego, 2007, pp. 587-592<br />

Harris, G., A., Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F. Moeller: Coal Terminal Simulation, In Proceed.<br />

HSC 2007: Ed.: J. Gauthier, SCS Publ. San Diego, 2007, pp. 7-13<br />

Harris, G., A., Jennings, L., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Container Terminal Simulation, , In Proceed.<br />

HSC 2007: Ed.: J. Gauthier, SCS Publ. San Diego, 2007, pp. 14-20<br />

Göbel, J., Wittmann, J., Möller, D. P. F., Schroer. B. J.: Modeling a Generalized Intermodal Node for<br />

Mesocopic Traffic Simulation, In Proceed. HSC 2007: Ed.: J. Gauthier, SCS Publ. San Diego, 2007, pp.<br />

177-185<br />

Wittmann, J., Möller, D. P. F. , Göbel, J., Schroer, B., J.: A Mesocopic Level Traffic Modeling Approach:<br />

Concept and Level of Details, In Proceed. HSC 2007: Ed.: J. Gauthier, SCS Publ. San Diego, 2007, pp.<br />

186-193<br />

Harris, G., A., Jennings, L., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Using Simulation to Evaluate and Improve the<br />

Operations of a Seaport Container Terminal, In Proceed. 2nd Annual National Urban Freight Conference<br />

2007, Long Beach, CA, U.S.A.


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Harris, G., A. Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Using Simulation to Evaluate Continuous<br />

Improvement Activities at a Coal Terminal, accepted for Publication in the Journal of the Transportation<br />

Research Board, <strong>2008</strong><br />

Harris, G., A. Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Application of Simulation to Improve Volume<br />

Through a Seaport Coal Terminal, In Proceed. 10th International Conference of Advanced Technologies<br />

in Transportation <strong>2008</strong>, Athens, Greece<br />

2.14 Multimodal Transport and Logistic<br />

Schroer, Bernard, Prof. Dr., UAH, Harris, Gregor, Dr., UAH, Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing. UHH<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

01/<strong>2008</strong> bis 12/20010<br />

Projektbeschreibung:<br />

Evaluation of operations of the container facility at the International Intermodal Center in Huntsville, AL. to<br />

determine if throughput can satisfy anticipated demand and if sufficient resources are available to meet<br />

anticipated growth in demand.<br />

• intermodal center<br />

• containers<br />

• air<br />

• truck<br />

• rail<br />

• logistics<br />

• discrete event simulation<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: DOT Federal Transit Administration, Project<br />

Sachmittel: $ 180.000<br />

Personalmittel: $ 450.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Harris, G., A., Holden, A., Schoer, B., Moeller, D. P. F.: A Simulation Approach to Evaluating Productivity<br />

Improvement at a Seaport Coal Terminal, Transportation Research Record: In: Journal of the<br />

Transportation Research Board, Vol 2062/<strong>2008</strong>, pp. 19-24.<br />

Harris, G., A. Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Application of Simulation to Improve Volume<br />

Through a Seaport Coal Terminal, In Proceed. 10 th International Conference of Advanced Technologies<br />

in Transportation <strong>2008</strong>, Athens, Greece<br />

Schroer, B., Harris, G. A., Killingsworth, W., Moeller, D. P. F.: Simulation of an Intermodal Container<br />

Center Served by Air, Rail and Truck, Accepted for Publication in the Internat. Journal of Transportation,<br />

<strong>2008</strong><br />

Schroer, B., Harris, G., Rahmann, M., Möller, D. P. F.: Conceptual Framework for Simulating Seaport<br />

Terminals, In Proceed. HSC Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed.<br />

J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

2.15 Vorabstudie EG_NET e-Learning coursework for ECE and CE at AAU FOT as part of ECBP<br />

Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing. UHH ; Siemens; ADB<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

07/2007 bis 07/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

In seeking to overcome poverty by 2015 the Ethiopian Industrial Development Strategy (August 2003)<br />

stresses the need for industrial development oriented towards agriculture-led growth, export-led<br />

industrialization, and strengthening labour-intensive industries.<br />

Capacity building has been identified as the key factor in achieving this goal. Consequently a strategy for a<br />

comprehensive “Engineering Capacity Building Program in Ethiopia (ECBP)” has been developed by the<br />

Ethiopian government, represented by the Ministry of Capacity Building (MoCB).<br />

181


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

182<br />

This ECBP formulates a mission and corresponding objectives, identifies four strategic areas of intervention<br />

(“components”) and lists “key issues” for each of these components. It is based on a number of general<br />

leitmotifs:<br />

• Private sector orientation:<br />

• Market and demand orientation<br />

• Qualification<br />

• Entrepreneurship development<br />

• Public–Private dialogue<br />

Search and identify blended learning coursework material at BSc and MSc Level for revised and preaccredited<br />

curricula of AAU FOT ECE and CE for identified coursework according to predefined criteria for<br />

• 1. open source content material,<br />

• 2. buyable content,<br />

• 3. content with the need to adapt it and<br />

• 4. areas where there is no pre-produced content.<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: GTZ<br />

Sachmittel: € 10.000<br />

Personalmittel: € 50.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

Beyene, B., Möller, D. P. F., Wittmann, J.: Introducing ICT Supported Education for Sustainable Rural<br />

Development in Ethiopia, In Proceed. SCSC 07: Moving Towards the Unified Simulation Approach, Ed.:<br />

G. A. Wainer, H. Vakilzadian, SCS Publ.. San Diego, 2007, pp. 1179-1184<br />

2.16 CCLI – USE – ICE: Undergraduate STEM Initiative in Creative Educational Innovation for<br />

Electrical Engineering Students<br />

PI: Vakilzadian, Hamid, UNL; Co-PI: Möller, Dietmar, Prof. Dr.-Ing. UHH ;<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

11/2007 bis 10/2009<br />

Projektbeschreibung:<br />

In the today’s complex and competitive world of technological innovation, determining the accuracy,<br />

financial viability, and utility of new discoveries is increasingly dependent on modeling and simulation<br />

(M&S). Providing an inexpensive and safe method to design for unavailable physical circumstances, M&S<br />

details the design issues, verifies and validates the model, and analyzes the results obtained from the model—<br />

critical research elements needed in industry and government. Recognizing the importance of the M&S field,<br />

the 2006 NSF Blue Ribbon Panel reported that continued advancement in the field is critical for resolving a<br />

multitude of scientific and technological problems facing the United States. In addition, the White House<br />

American Competitive Initiative [1] report identified M&S as a key enabling technology of the 21st century.<br />

With pressure to cut costs while also increasing technological development, researchers will necessarily turn<br />

to M&S in order to increase the development and understanding of systems, interactions within systems, and<br />

interactions with other systems.<br />

In order to develop a well-trained student cadre in the field of M&S, the Department of Electrical<br />

Engineering in the College of Engineering at the University of Nebraska-Lincoln (UNL) proposes a course,<br />

curriculum, and laboratory improvement project called the Undergraduate STEM Education Initiative in<br />

Creative Educational Innovations for Electrical Engineering Students (USE-ICE). The goal of the project is<br />

to embed an M&S training program in the undergraduate program in order to stimulate educational innovations<br />

as well as to develop skilled graduates for the public and private sectors. In order to meet this goal, the<br />

USE-ICE project will develop a program, based on the following objectives: 1) develop the M&S program's<br />

criteria qualifications, responsibilities, educational requirements, certification and training standards; 2)<br />

introduce a new M&S curriculum jointly by departments at UNL; 3) develop educational modules in areas<br />

such as Discrete Event Simulation and Continuous System Simulation; 4) implement an undergraduate M&S<br />

program in the Department of Electrical Engineering at UNL; 5) develop the evaluation criteria for<br />

accreditation of the M&S programs for the engineering accreditation board; and 6) implement an externallyreviewed<br />

evaluation plan.


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Intellectual Merit. Currently, extensive research is conducted in the field of M&S; however, a gap exists<br />

between this research and the development of a coordinating curriculum and undergraduate program. This<br />

project will initiate a pilot program to train students in modeling and simulation with an innovative<br />

curriculum in computational modeling, algorithms, and networking. The project coordinators have extensive<br />

experience developing academic courses and research programs, planning and managing summer research<br />

programs for high school and undergraduate students, and advising undergraduate students in the classroom<br />

and lab. The proposed program has the institutional and departmental support to succeed.<br />

Broader Impacts. Using predictive models and simulation, this project will impact areas such as medicine,<br />

homeland security, emergency response units in evacuation plans, manufacturing and industrial designs, and<br />

real-time control of simulations and computer predictions. The project will also promote teaching and<br />

learning through innovative program elements such as research projects evaluating the accuracy and validity<br />

of new designs to determine the performance metrics. The results of the project will be disseminated at the<br />

IEEE and SCS conferences, in engineering journals and through a website to encourage the development of<br />

similar projects in multiple engineering programs.<br />

Finanzierung:<br />

Geldgeber: NSF (National Science Foundation) USA<br />

Sachmittel: $ 110.000<br />

Personalmittel: $ 1.470.000<br />

Publikationen aus dem Projekt:<br />

./.<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Harris, G., A., Holden, A., Schoer, B., Moeller, D. P. F.: A Simulation Approach to Evaluating Productivity<br />

Improvement at a Seaport Coal Terminal, Transportation Research Record: In: Journal of the<br />

Transportation Research Board, Vol 2062/<strong>2008</strong>, pp. 19-24.<br />

Harris, G., A. Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Application of Simulation to Improve Volume<br />

Through a Seaport Coal Terminal, In Proceed. 10th International Conference of Advanced Technologies<br />

in Transportation <strong>2008</strong>, Athens, Greece<br />

Schroer, B., Harris, G. A.; Killingsworth, W., Moeller, D. P. F.: Simulation of an Intermodal Container<br />

Center Served by Air, Rail and Truck, Accepted for Publication in the Internat. Journal of Transportation,<br />

<strong>2008</strong><br />

Möller, D. P. F., Wittmann, J., Gollnick, V.: Environmental Challenges of Intermodal Transportation, In<br />

Proceed. 37th SCS Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Edinburg, pp., Ed. D.<br />

Hamilton, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Möller, D. P. F., Reik, G.: Using e-Learning to Achieve a Sustainable Development of High Quality<br />

University Education as Part of the University Reform Program in Ethiopia, In Proceed. 37th SCS<br />

Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Edinburg, pp., Ed. D. Hamilton, SCS Publ.<br />

House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Güde, B., Bolte, M., Krüger, B., Najafi, M., Möller, D. P. F.: Spin Valves for Innovative Computing Devices<br />

and Architectures, In Proceed. 37th SCS Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>,<br />

Edinburg, pp.279-285, Ed. D. Hamilton, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Najafi, M., Krüger, B., Bohlens, S., Selke, G., Güde., Bolte, M., Möller, D. P. F.: The micromagnetic<br />

modeling and simulation kit M3S for the simulation of the dynamic response of ferromagnets to electric<br />

currents, In Proceed. 37th SCS Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Edinburg,<br />

pp.427-434, Ed. D. Hamilton, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Möller, D. P. F., Topp, A., Wittmann, J., Schroer, B., Harris, G.: Bottleneck-Analysis of Multimodal<br />

Transportation, In Proceed. HSC Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp.,<br />

Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Möller, D. P. F., Bunke, M., Froese, J., Schroer, B., Harris, G.: Ship-Disaster and its impact on the<br />

Transportation Chain through Simulation, In Proceed. HSC Internat. Conference on Modeling and<br />

Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Möller, D. P. F., Jäckel, T., Schroer, B., Harris, G.: Terrorist attack at Köhlbrand Bridge and its impact on the<br />

transportation chain on metropolitan <strong>Hamburg</strong> using simulation, In Proceed. HSC Internat. Conference on<br />

Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

183


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

184<br />

Schroer, B., Harris, G., Rahmann, M., Möller, D. P. F.: Conceptual Framework for Simulating Seaport<br />

Terminals, In Proceed. HSC Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed.<br />

J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Harris, G., Spayd, M., Schroer, B., Anderson, M., Möller, D. P. F.: Simulating the Impact of Increased Truck<br />

Traffic Through Tunnel Crossing Mobile River, In Proceed. HSC Internat. Conference on Modeling and<br />

Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San Diego, <strong>2008</strong><br />

Harris, G., Schroer, B., Rahman, M., Möller, D. P. F.: Container Sampling Plans on Port Operations<br />

Container Security Inspection: Simulation to Evaluate Various Impacts, In Proceed. HSC Internat.<br />

Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville pp., Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House, San<br />

Diego, <strong>2008</strong><br />

Najafi, M., Krüger, B., Bohlens, S., Selke, G., Güde., Bolte, M., Möller, D. P. F.: A Case Study for the<br />

Parallelization of a Complex MATLAB Program with Respect to Maintainability, In Proceed. HSC<br />

Internat. Conference on Modeling and Simulation <strong>2008</strong>, Huntsville, Ed. J. Gauthier, SCS Publ. House,<br />

San Diego, <strong>2008</strong>, accepted<br />

Forkert, N. D., Säring, D., Färber, M., Illies, T., Fiehler, J., Möller, D., Handels, H.; Automatische<br />

graphenbasierte Gehirnsegmentierung in hochauflösenden 3D-TOF-Magnetresonanzangiographien, In:<br />

53 GMDS Jahrestagung, Hrsg.: I. Zöllner, R, Klar, pp. 146-148, CA Verlag Stutgart, <strong>2008</strong><br />

Forkert, N. D., Säring, D., Fiehler, J., Illies, T.; Färber, M.,., Möller, D., Handels, H.: Fully Automatic Skull-<br />

Stripping in 3D Time-of-Fligt MRA Image Sequences, In: Eurographics Workshop on Visual Computing<br />

for Biomedicine VCBM <strong>2008</strong>, Eds.: Botha, C. P., Kindlmann, G., Niessen, W. J., Preim, B., pp.159-165,<br />

The Eurographics Association Publ. <strong>2008</strong><br />

Harris, G., A. Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Using Simulation to Evaluate Continuous<br />

Improvement Activities at a Coal Terminal, accepted for Publication in the Journal of the Transportation<br />

Research Board, <strong>2008</strong><br />

Harris, G., A. Holden, A., Schroer, B., J., Moeller, D. P. F.: Application of Simulation to Improve Volume<br />

Through a Seaport Coal Terminal, In Proceed. 10th International Conference of Advanced Technologies<br />

in Transportation <strong>2008</strong>, Athens, Greece<br />

Himstedt, K.; Lorenz, U.; Möller, D. P. F.: A Twofold Distributed Game-Tree Search Approach Using<br />

Interconnected Clusters, In: Euro-Par <strong>2008</strong> – Parallel Processing: Proceedings of the 14th International<br />

Euro-Par Conference, August 26-29, <strong>2008</strong>, Gran Canaria – Spain, Springer-Verlag LNCS, Berlin,<br />

Heidelberg, New York, Vol. 5168 (<strong>2008</strong>) pp. 587-598<br />

Wittmann, J.; Bader, H.-P.; Scheidegger, R.: Simulation in Umwelt- und Geowissenschaften: Workshop<br />

Dübendorf (Zürich) <strong>2008</strong>, Shaker-Verlag, Aachen <strong>2008</strong><br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in wissenschaftlichen außeruniversitären Gremien<br />

Hansmann, Werner:<br />

EUROGRAPHICS Executive Board<br />

EUROGRAPHICS Education Board<br />

EUROGRAPHICS Operations Board<br />

EUROGRAPHICS Publications Board<br />

Kaiser, Karl:<br />

Behördliche Planungsgruppe zur IuK-Ausstattung der <strong>Hamburg</strong>er Hochschulen<br />

Planungsgruppe für den Norddeutschen Höchstleistungsrechner (HLRN)<br />

Technische Kommission für den HLRN<br />

E-Learning-Consortium <strong>Hamburg</strong> (ELCH)<br />

Fachbeirat der PIK (Praxis der Informationsverarbeitung und Kommunikation)<br />

Arbeitskreis „Zentren für Kommunikation und Informationsverarbeitung in Lehre und Forschung (ZKI)“<br />

Vertreter der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> im DFN<br />

GI, IEEE, ACM und Eurographics<br />

Reformgruppe <strong>Hamburg</strong>er Hochschullehrerinnen und Hochschullehrer (RHH)<br />

Koch, Birgit:<br />

Bundesausschuss von THESIS – Interdisziplinäres Netzwerk für Promovierende und Promovierte e.V.<br />

Möller, Dietmar:<br />

Vergabeausschuss Ideenfonds der Freien und Hansestadt <strong>Hamburg</strong> zur Förderung<br />

Innovativer Ideen mit dem Ziel der Firmengründung (Ideenfond)<br />

Sprecher Fachausschuss Simulation in Medizin und Biologie, ASIM/GI<br />

Kuratorium der Wissenschaftsstiftung Deutsch-Tschechisches Institut WSDTI<br />

Mitglied des Beirats der BMC


AB Technische <strong>Informatik</strong>systeme TIS<br />

Mitglied in Berufungs-, Doktorprüfungskommissionen<br />

Wittmann, Jochen:<br />

Mitglied im Vorstand der Arbeitsgemeinschaft Simulationstechnik (ASIM)<br />

Sprecher der GI-Fachgruppe 4.5.3/4.6.3 Simulation in den Umwelt- und Geowissenschaften<br />

Mitglied im Vorstand des Fachausschusses <strong>Informatik</strong> im Umweltschutz der GI<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Kaiser, Karl:<br />

Wirtschaftsausschuss des Department <strong>Informatik</strong><br />

Akademischer Senat der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

stellvertr. Mitglied im Haushalts- und Planungsausschuss der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Stellv. Vorsitzender des IVA<br />

Vorsitzender der Haushaltskommission des IVA<br />

Direktor des Regionalen Rechenzentrums der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Hansmann, Werner:<br />

Beauftragter für Behindertenberatung<br />

Beauftragter für Studienfachberatung und Studienführer<br />

Beauftragter für Prüfungsangelegenheiten<br />

Mitglied im Bibliotheks-/E-Medienauschusses der MIN-Fakultät<br />

Vorsitzender des Bibliotheksausschusses<br />

Wirtschaftsausschuss<br />

Lehrplanungskommission<br />

Arbeitsgruppe Öffentlichkeitsarbeit<br />

Kommission „Naturwissenschaftliche Studiengänge“<br />

Kommission zur Auswahl ausländischer Studienbewerber/Innen<br />

„Task Force Schulen“<br />

Vorsitzender der Kommission „HFBK-Studiengänge“<br />

Ansprechpartner für ausländische Studierende<br />

Koch, Birgit:<br />

Vorstand des <strong>Hamburg</strong>er RoboCup Fördervereins e.V.<br />

Möller, Dietmar:<br />

Sprecher Ergänzungsfachkommission Medizininformatik<br />

Mitglied Diplom-Prüfungsausschuss Department <strong>Informatik</strong><br />

Sprecher Schwerpunkt Technische <strong>Informatik</strong> im Department <strong>Informatik</strong><br />

Begutachtungen<br />

Hansmann, Werner:<br />

Gutachter für Projekte des ACM SIGGRAPH Education Committee<br />

Kaiser, Karl:<br />

Rezensent für die Zeitschrift PIK<br />

Kongressorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Mitglied des lokalen Organisations-Komitees der ISC 2009<br />

Mitglied des Programm-Komitees der ISC 2009<br />

Möller, Dietmar:<br />

Mitglied des Medida Prix Gutachter Workshop <strong>2008</strong>, Krems, Österreich<br />

Kongreßorganisation/-ausrichtung durch Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Hansmann, Werner:<br />

Mitglied im ISC'09 Local Organizing Committee<br />

Mitglied im ISC'09 Scientific Program Committee<br />

Koch, Birgit:<br />

Mitglied des Programmkomitees der Informatica feminale, Bremen<br />

Möller, Dietmar:<br />

Mitglied Programmausschuss SCSC Conference, Edinburgh, Scottland , Juli <strong>2008</strong><br />

Mitglied Programmausschuss 4rd EFUC Conference, Kosice, Slovak Republic, <strong>2008</strong><br />

Preisverleihungen an Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Himstedt, K.:<br />

4. Platz bei der „16th World Computer-Chess Championship (WCCC)“, September 28 – October 5, <strong>2008</strong>,<br />

Beijing, China.<br />

185


TIS <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Längerfristige Forschungsaufenthalte im Ausland von Mitgliedern der <strong>Fachbereich</strong>seinrichtung<br />

186<br />

Möller, D. P. F.<br />

California State University, Chico<br />

University of Alabama in Huntsville<br />

University of Nebraska-Lincoln


<strong>Informatik</strong>-Bibliothek BIB<br />

Bibliothek (BIB)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus A, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +49 40 428 83-2216, Fax: +49 40 428 83-2217<br />

http://www.informatik.uni-hamburg.de/bib/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

Leiterin<br />

Dipl.-Bibl. Margrit Obernesser<br />

Stellvertretende Leiterin<br />

Dipl.-Bibl. Christine Häusser<br />

Weitere Bibliotheksmitarbeiterinnen:<br />

Gisela Eckl; Katrin Howind; Dipl.-Bibl. Hannelore Wilke<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Die Bibliothek des Departments <strong>Informatik</strong> ist das wissenschaftliche Literatur- und Informationszentrum für<br />

das Department <strong>Informatik</strong>. Sie ist kompetenter Partner von Studierenden, wissenschaftlichen<br />

MitarbeiterInnen und ProfessorInnen des Departments für schnelle, aktuelle Informationsversorgung. Sie<br />

unterstützt das Department in seinem Anspruch nach qualitativ guten Studien-, Lehr-, und Forschungsbedingungen.<br />

Die Bibliothek beschafft, erschließt und vermittelt Literatur und Information, die das Department in<br />

Forschung, Lehre und Studium wirksam unterstützen. Dabei kooperiert sie mit Bibliotheken vor Ort und<br />

überregional. Die Bibliothek bietet einen modernen Literatur- und Medienbestand sowohl in konventioneller<br />

als auch in elektronischer Form.<br />

Der gesamte Bestand der Bibliothek ist recherchierbar. Alle Neuanschaffungen werden ausgestellt und in<br />

elektronischen Neuerwerbungslisten angezeigt.<br />

Die Arbeit mit verschiedenen Katalogen und Datenbanken sowie die Entwicklung erfolgversprechender<br />

Suchstrategien ist komplex und erfordert gezielte Einstiegshilfen. Deshalb werden neue<br />

Informationsangebote stetig auf- und ausgebaut. Die Bibliothek fördert durch regelmäßige Schulungen die<br />

Informationskompetenz ihrer Benutzer, also die Fähigkeit zur Auswahl, Nutzung und kritischen Bewertung<br />

von Literatur. Benutzerschulung und die Förderung von Informationskompetenz haben deshalb einen hohen<br />

Stellenwert in der Bibliotheksarbeit.<br />

Die Besucher der Bibliothek haben über die in den Bibliotheksräumen aufgestellten PCs Zugang zum<br />

Internet. Sie haben die Möglichkeit, in zahlreichen Bibliothekskatalogen und elektronischen Datenbanken zu<br />

recherchieren sowie auf elektronische Zeitschriften zuzugreifen Darüber hinaus bietet die Website der<br />

Bibliothek eine Auswahl relevanter Informationsquellen verschiedener Art an, z.B. Links zu anderen<br />

wichtigen Bibliotheken und Datenbanken, sowie Sammlungen von elektronisch verfügbaren Dokumenten.<br />

Diese Seiten werden redaktionell und technisch von den Bibliothekarinnen betreut.<br />

Ausstattung<br />

Die Bibliotheksnutzerinnen und -nutzer können über 10 allgemein zugängliche Rechner in<br />

Bibliothekskatalogen recherchieren und das Internet nutzen. WLAN-Nutzung ist in allen Bibliotheksräumen<br />

und auf der Bibliotheksterrasse möglich.<br />

187


BIB <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2. Besonderheiten und Neuerungen<br />

2.1 Website Relaunch<br />

188<br />

Das Design der Bibliothekswebseiten wurde am Anfang des Jahres dem <strong>Universität</strong>slayout angepasst. Dabei<br />

wurden die Inhalte redaktionell in größerem Umfang verändert und aktualisiert. Insbesondere wurde die<br />

Navigation verbessert. Die Überarbeitung der englischen Seiten ist noch nicht abgeschlossen.<br />

2.2 Lehrbücher aus Studiengebühren<br />

Durch den Einsatz von Studiengebühren konnte der Lehrbuchbestand der Bibliothek in erheblichem Umfang<br />

erweitert werden. Insgesamt wurden ca. 450 Exemplare erworben, die entweder den vorhandenen Bestand<br />

zahlenmäßig ergänzen oder aktualisieren.<br />

2.3 Erweiterte Öffnungszeiten<br />

Nach einer Probephase im letzten Jahr wurden die Öffnungszeiten in der vorlesungsfreien Zeiten erweitert.<br />

Ab Februar ist die Bibliothek nun durchgängig - während der Vorlesungszeit und der vorlesungsfreien Zeit –<br />

bis 19 Uhr geöffnet.<br />

2.4 Bürowerkstatt<br />

Am Anfang des Jahres wurde eine "Bürowerkstatt" in der Bibliothek eingerichtet, in der die Studierenden<br />

kostenlos heften, tackern, kleben, schneiden und - vor allem - lose Blätter mit einer Spiralbindung<br />

zusammenfügen können.<br />

2.5 Etablierung der Bibliothek als Lern- und Kommunikationsort<br />

Über Studiengebühren wurden zwei Sofas für die Studierenden erworben, die sehr gut angenommen werden.<br />

Durch Umräumaktionen wurden zwei weitere Benutzerarbeitsplätze geschaffen. Außerdem wurden alle<br />

Nutzerarbeitsplätze mit Arbeitsleuchten und neuen Stühlen ausgestattet. Darüber hinaus sind mehrere Wände<br />

neu gestrichen worden.<br />

2.6 Veranstaltung in der Reihe "Science meets Fiction"<br />

Am 24. November <strong>2008</strong> wurde in der Bibliothek der Film "Oskar Sala - Die vergangene Zukunft des<br />

Klanges"gezeigt.<br />

Oskar Sala entwickelte in der 1930er Jahren das Mixtur-Trautonium, ein bis heute faszinierendes Instrument,<br />

das als Vorläufer der heutigen Synthesizer gilt. Der Film ist eine Begegnung mit dem Komponisten und<br />

Erfinder Oskar Sala und seinem außergewöhnlichen Instrument, mit dem er so geniale Klangkulissen schuf<br />

wie die Vogelschreie in Alfred Hitchcocks "Die Vögel".<br />

Die beiden Regisseure Oliver Rauch und Ingo Rudloff waren anwesend und wurden ausgiebig zur<br />

Entstehung des Filmes befragt.<br />

2.7 Buchausstellungen<br />

In den Bibliotheksvitrinen wurde Literatur zu aktuellen Themen gezeigt. Die Auswahl der ausgestellten<br />

Bücher erfolgte nach Sichtung des Bibliotheksbestandes, fehlende wichtige Werke wurden ergänzt.<br />

Die Präsentation der Literatur wurde i.d.R. ergänzt durch bibliographische Zusammenstellungen.<br />

Februar/April: Wissenschaftsjahr <strong>2008</strong> / Jahr der Mathematik<br />

April/September Joseph Weizenbaum eine Ausstellung mit ausgewählten Schriften von und über<br />

Joseph Weizenbaum (Parallel zu dieser Ausstellung wurde das Dialog-Programm<br />

ELIZA auf einem alten Apple-Rechner präsentiert.)<br />

Oktober: Einführungen in Arbeits- und Lernmethoden<br />

Dezember: Elektronische Musik (begleitend zur Veranstaltung über Oskar Sala)


<strong>Informatik</strong>-Bibliothek BIB<br />

3. Erwerbung und Benutzung<br />

Erwerbung <strong>2008</strong><br />

Bestand am<br />

31.12.<strong>2008</strong><br />

Erwerbungen<br />

<strong>2008</strong> 1<br />

Bücher 34.080 1.326<br />

Reports 37.950 223<br />

Zeitschriftenbände 8.569 269<br />

5.673 160<br />

Sonstiges<br />

(Mikroformen, Datenträger,<br />

Firmenliteratur)<br />

Insgesamt 86.272 1.978<br />

Bestehende Zeitschriftenabonnements in Print: 160 + 3 (Zentrum für Bioinformatik)<br />

Wegen der Verfügbarkeit der beiden Volltextdatenbanken ACM Digital Library und IEEE Xplore konnten<br />

die bisherigen Zeitschriften- und Proceedingsabonnements von ACM und IEEE in Printform abbestellt<br />

werden.<br />

Folgende fachspezifische Datenbanken stehen campusweit zur Verfügung:<br />

• ACM Digital Library<br />

• IEEE Xplore<br />

• Eurographics Digital Library<br />

• Web of Science<br />

Benutzung <strong>2008</strong> 2007 <strong>2008</strong><br />

Gesamtausleihe<br />

davon Verlängerungen<br />

30.364<br />

13.518<br />

28.946<br />

12.200<br />

Vormerkungen 1.640 1.429<br />

Mahnungen 5.540 4.814<br />

Gebühren insgesamt 2<br />

8.315 € 7.079 €<br />

davon für: Leihfristüberschreitungen 7.136 € 5.857 €<br />

Vormerkungen 517 € 561 €<br />

Sonstiges 662 € 661 €<br />

Bestellungen bei anderen Bibliotheken 240 205<br />

Benutzerbenachrichtungen auf Bücher im<br />

Erwerbungsvorgang<br />

173 111<br />

Die Bibliothek ist montags bis freitags von 9 bis 19 Uhr für jeden zugänglich.<br />

Die Ausleihstatistik spiegelt nur einen Teilbereich der Bibliotheksbenutzung wider. Statistisch nicht erhoben<br />

werden die Anzahl der Besucher, die Nutzung der bereitgestellten konventionellen und elektronischen<br />

Medien vor Ort, die Besucher der Ausstellungen, Qualität und Quantität der Auskunfts- und Beratungsfälle,<br />

etc.<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Obernesser, Margrit:<br />

Bibliotheks-/E-Medien-Ausschusses der MIN-Fakultät (Vorsitzende)<br />

Ständige Konferenz <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> (für die MIN-Fakultät)<br />

1 Gelöschte Werke (insgesamt 502) sind abgezogen<br />

2 Die Einnahmen gehen an die <strong>Universität</strong>, nicht an das Department.<br />

189


BIB <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

190


<strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum RZ<br />

<strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum (RZ)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, Haus D, 22527 <strong>Hamburg</strong>; Tel: +49 40 428 83--2276<br />

http://www.informatik.uni-hamburg.de/RZ/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Mitglieder der Departmenteinrichtung<br />

AssistentInnen/Wiss. MitarbeiterInnen:<br />

Dipl.-Inform. Gerhard Friesland-Köpke (Leiter des <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrums), Dipl.-Inform. Susanne<br />

Germer, Dipl.-Inform. Andreas Heymann, Dipl.-Inform. Michael König, Dipl.-Math. Reinhard Zierke<br />

Technisches und Verwaltungspersonal:<br />

Dipl.-Wirt.-Inf. (FH) Thomas Bünnemann (Progr.), Dipl.-Ing. (FH) Marc Klegin (Progr.), Dipl.-Inf. (FH)<br />

Swetlana Lieder (Operateurin), Andreas Lucas (Techniker), Günther Schättiger (Progr.)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Das <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum (RZ) betreibt einen Verbund aus zentralen Servern und Workstations unter<br />

den Betriebssystemen Solaris, Windows Server, Linux sowie PCs unter Windows XP, Linux und Mac-OS für<br />

Grundstudiumsausbildung, Projekte, Studien- und Diplomarbeiten im Hauptstudium sowie entsprechende<br />

Arbeiten und Veranstaltungen im Bachelor- und Masterstudium. Die zentralen Rechner werden außerdem für<br />

die Forschung und Lehre von Departmentmitgliedern und Doktoranden verwendet, soweit diese nicht arbeitsbereichseigene<br />

Rechner nutzen. Darüber hinaus trägt das <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum die Verantwortung für<br />

die Funktionalität und den weiteren Ausbau des Departmentrechnernetzes in Kooperation mit dem RRZ.<br />

Arbeitsschwerpunkte<br />

Rechnerbetrieb:<br />

Die Anlagen des <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrums werden während der Vorlesungszeit (2*14 Wochen) täglich<br />

12 Stunden sowie in der vorlesungsfreien Zeit täglich 7 Stunden unter Operateurs-Aufsicht - teilweise mit<br />

Studentenoperateuren - betrieben. Zusätzlich wurden regelmäßig in den Pfingstferien sowie in Teilen der<br />

vorlesungsfreien Zeit verlängerte Öffnungszeiten angeboten. Zu anderen Zeiten können die zentralen<br />

Systeme ohne Operateurs-Unterstützung genutzt werden. Regelmäßige Sprechstunden werden zur Beratung<br />

der BenutzerInnen über den Umgang mit den Servern, Workstations und vernetzten PCs, sowie mit der<br />

Systemsoftware und den angebotenen Programmiersystemen abgehalten. Zur Betreuung der Teilnehmer an<br />

Kursen in den Workstation- und PC-Pools standen während der Vorlesungszeit zeitweise studentische Pool-<br />

Betreuer zur Verfügung.<br />

IT-Versorgungs-Konzept, Sicherheitskonzept und Benutzerordnung:<br />

Das Rechenzentrum hat ein umfangreiches Konzept für die zukünftige IT-Versorgung für das Department<br />

erarbeitet (IT-Konzept <strong>Informatik</strong>-200x). In diesem Konzept werden die von der DFG-Rechnerkommission<br />

verabschiedeten Empfehlungen für ein zeitgemäßes hierarchisch organisiertes DV-Versorgungskonzept<br />

aufgegriffen und für eine zukünftige Anpassung und Erneuerung einer IT-Versorgung für die <strong>Informatik</strong> in<br />

der MIN-Fakultät berücksichtigt.<br />

Anfang 2005 wurde eine neue Ordnung für die Nutzung von DV-Anlagen in der <strong>Universität</strong> erlassen. Diese<br />

untergliedert sich in eine sogenannte Net-Policy und in eine einheitliche Benutzungsordnung. Diese sind<br />

auch für die <strong>Informatik</strong> bindend. Das Sicherheitskonzept, die Benutzerordnung mit Ausführungsbestimmungen<br />

und die Net-Policy sind auf den WWW-Seiten des <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrums und des RRZ<br />

abrufbar.<br />

Im Zusammenhang mit der Neustrukturierung der <strong>Universität</strong> und der Einführung neuer Leitungsstrukturen<br />

wird auch über die zukünftige Aufgabenverteilung im Bereich der IT-Versorgung diskutiert. Grundlage<br />

bildet ein im Jahr 2007 veröffentlichtes IUK-Gutachten, das neben Zentralisierungsmaßnahmen auch<br />

dezentrale Versorgungsgruppen vorschlägt. Eine Entscheidung steht noch aus. Das <strong>Informatik</strong>-RZ kooperiert<br />

mit IT-Versorgern in anderen Departments der MIN-Fakultät und beteiligt sich am MIN-IT-Ausschuss.<br />

Netzbetrieb:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum betreibt das Department-Rechnernetz, basierend auf Ethernet-Technologie<br />

(100MBit/s – 1000MBit/s), das folgende Komponenten umfasst:<br />

191


RZ <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

192<br />

• Monomode-Glasfasernetz für die Verbindung zum Regionalen Rechenzentrum (RRZ) der <strong>Universität</strong>, ab<br />

<strong>2008</strong> mit Ausbau auf 10GBit/s.<br />

• Multimode-Glasfasernetz für die Anbindung der einzelnen Gebäude auf dem Gelände des Stellinger<br />

Campus mit zugehörigen Switches.<br />

• Gigabit-Layer3-Switches für die Verwaltung des Department-Backbones, der schnellen Anbindung von<br />

Servern und zur Lasttrennung auf dem Stellinger Gelände.<br />

• Ethernet-Switches auf Workgroup-Ebene zur dedizierten Anbindung der leistungsfähigen Workstations /<br />

PCs über moderne Twisted-Pair-Verkabelung.<br />

• Flächendeckende Funk-LAN-Infrastruktur bestehend aus AccessPoints und Sicherheitskomponenten<br />

(u.a. Firewall, VPN-Server) für die Einbindung von mobilen Rechnern.<br />

Zur Ausfallsicherung der Netzwerkverbindungen zum Hauptcampus wurde in Kooperation mit dem RRZ<br />

eine Funkstrecke zum Geomatikum eingerichtet, die automatisch bei Störung der Glasfaserleitung eine<br />

100MBit/s-Anbindung übernimmt. Im Rahmen der Vereinheitlichung der Netzwerk-Infrastruktur wurde<br />

<strong>2008</strong> durch das RRZ ein zentraler Netzwerkaufpunkt für das gesamte Stellinger Gelände installiert. Bis auf<br />

die <strong>Informatik</strong> werden alle auf dem Gelände angesiedelten Institutionen bereits über diesen Aufpunkt<br />

versorgt. Eine Übernahme des <strong>Informatik</strong>-Netzes erfordert umfangreiche Planungen - gegeben aufgrund der<br />

Komplexität der Anforderungen innerhalb der <strong>Informatik</strong> - und wird daher erst 2009 erfolgen.<br />

Betrieb zentraler Server des Departments <strong>Informatik</strong>:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-RZ betreibt eine Reihe wichtiger Server, die in gesicherten, klimatisierten Räumen und mit<br />

Ausfallsicherung aufgestellt sind. Dazu gehören insbesondere folgende Server:


<strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum RZ<br />

Zentraler Mailserver des Departments <strong>Informatik</strong>:<br />

Der zentrale Mailserver des Departments bietet mit Postfix und Cyrus Mail moderne Software zum Zugriff<br />

auf E-Mails mit den Protokollen IMAP/SSL und POP/SSL. Neben persönlichen Mail-Ordnern können<br />

gemeinsame Mail-Ordner z.B. für Arbeitsgruppen- oder Konferenz-Organisation genutzt werden<br />

Mit stark zunehmendem Spam-Mail-Aufkommen wird die Überwachung und Sicherstellung eines für unsere<br />

Benutzer zumutbaren Mail-Betriebes immer aufwändiger. Hierfür wurden in enger Zusammenarbeit mit der<br />

Mail-Gruppe des RRZ gemeinsame Lösungen erarbeitet.<br />

Zentraler WWW-Server des Departments <strong>Informatik</strong>:<br />

Der zentrale WWW-Server des Departments stellt die zentralen Web-Seiten für die <strong>Informatik</strong> bereit und<br />

bindet die Angebote der Departmenteinrichtungen ein. Diese liegen überwiegend auf dem zentralen Server,<br />

weitere laufen noch auf arbeitsbereichseigenen Maschinen. Eine Zentralisierung wird angestrebt. Der Server<br />

wird technisch und zum Teil inhaltlich von MitarbeiterInnen des RZ betreut. Verschiedene Einrichtungen<br />

werden bei der Überarbeitung und Pflege ihrer Webseiten unterstützt. Seit der Einführung des<br />

Bachelor/Master-Studiums werden weite Teile der studienbezogenen Informationen überarbeitet oder<br />

ergänzt. Ab September <strong>2008</strong> wurden Inhalte der zentralen Webseiten grundlegend überarbeitet, aktualisiert<br />

und ergänzt. Die gesamte Navigationsstruktur der Webseiten des Departments wurde reorganisiert und<br />

vereinheitlicht.<br />

Domänen- und VPN-Server des Departments <strong>Informatik</strong>:<br />

Die Verwaltungsdaten über die Benutzerzugänge werden im <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum für alle im Pool<br />

bereitgestellten und die meisten in den Arbeitsbereichen betriebenen Systeme zentral im Active Directory des<br />

Domänen-Controllers vorgehalten. Der Zugriff erfolgt je nach Betriebssystem über standardisierte Schnittstellen,<br />

wie z.B. Kerberos- oder LDAP-Schnittstellen. Die zentrale Vorhaltung dieser Daten ermöglicht es,<br />

dass BenutzerInnen sich nur noch eine Kennung und ein Kennwort merken müssen, die für alle angebundenen<br />

Systeme gültig sind. Eine hochschulweite bzw. hochschulübergreifende Vereinheitlichung der<br />

Benutzerkennungen im Zusammenhang mit der Einführung eines Identity Management Systems (IDMS)<br />

wird angestrebt.<br />

Der VPN-(ISA-)Server gestattet mit Rückgriff auf die Daten im Active Directory einen gesicherten – bei<br />

Bedarf sehr präzise und flexibel steuerbaren – Zugriff auf IT-Ressourcen des Departments auch von<br />

Systemen außerhalb des <strong>Informatik</strong>-Netzes.<br />

File- und Repository-Server des Departments <strong>Informatik</strong>:<br />

Im <strong>Informatik</strong>-RZ werden die Benutzerverzeichnisse der Studierenden und vieler Department-Mitarbeiter-<br />

Innen von zentralen Unix- und Windows-Fileservern bereitgestellt.<br />

Das <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum arbeitet in den letzten Jahren intensiv an der Einbindung von Sicherheitsprotokollen<br />

wie 802.1x und NFS4 auf Basis einheitlicher Authentisierungsmethodik in ihre Serverdienste. So<br />

konnte beispielsweise durch entsprechende Software-Anpassungen im Code des OpenSource-Projektes<br />

SAMBA ein entsprechender Fileserver-Dienst aufgebaut werden, welcher sowohl das in der Windows-/<br />

MacIntosh-Welt genutzte CIFS-Netzprotokoll, als auch das gesicherte NFS4-Netzprotokoll für Unix/Linux-<br />

Clients unterstützt.<br />

193


RZ <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

194<br />

Ein neuer Fileserver, der unter OpenSolaris das ZFS-Filesystem bereitstellt, wurde erfolgreich getestet und in<br />

Produktion genommen. Auf Basis dieses von Sun entwickelten Dateisystems sollen in Zukunft sukzessive<br />

möglichst alle Benutzer- und Projektbereiche effizient und transparent unter verschieden Betriebssystemen<br />

auch mit CIFS- und NFS4-Unterstützung angeboten werden. Der Server dient auch als neuer zentraler Server<br />

für gesicherte Zugriffe auf SVN-Repositories. Allerdings müssen noch Probleme beim Einsatz älterer<br />

Betriebsysteme, u.a. Solaris 10, gelöst werden.<br />

Druckserver im Rechenzentrum:<br />

Ende 2005 wurde im <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum das CUPS-Drucksystem (Common Unix Printing System)<br />

eingeführt, welches sich durch eine bessere Unterstützung der Druckerhardware (Ansteuerung von Optionen)<br />

und der gängigen Betriebssysteme auszeichnet. Gleichzeitig wurde ein Quotensystem, vergleichbar mit dem<br />

am RRZ und an der TU Harburg eingesetzten Verfahren eingeführt, welches die Zielsetzung hat, den stetig<br />

steigenden Papierverbrauch durch das Drucken von Skripten zu begrenzen und auch die damit verbundenen<br />

Kosten für Toner, Verschleiß- und Wartungsteile der Drucker zu senken.<br />

Compute-, SunRay- und Terminal-Server:<br />

Insbesondere für Parallelprogrammierung unter Windows Server steht ein Blade-Compute-Cluster zur<br />

Verfügung, das alternativ unter Linux als Teil eines GRID-Clusters benutzt werden kann. Weitere Rechner<br />

stehen unter Solaris als SunRay-Server bereit, die außerhalb der Stoßzeiten ebenfalls als Compute-Server<br />

genutzt werden können. Ein Windows-Terminal-Server ist ebenfalls verfügbar, der damit auch Unix-<br />

Benutzern das temporäre Arbeiten mit Microsoft Windows-Anwendungen erlaubt.<br />

Server-Virtualisierung:<br />

Nachdem Ende 2007 zunächst mit dem kostenlos erhältlichen Produkt VMware Server eine Lösung im<br />

Department angeboten wurde, wird seit Mitte <strong>2008</strong> das kommerzielle Produkt VMware Infrastructure<br />

eingesetzt, welches bezüglich Management der virtuellen Maschinen und Wartbarkeit der Server eine<br />

deutliche Verbesserung darstellt. Einer der Kernpunkte beim Einsatz einer solchen Lösung ist das<br />

Bereitstellen der virtuellen Festplatten und der dafür benötigte Platz. Das kommerzielle Produkt enthält<br />

gegenüber der kostenlosen Version ein clusterfähiges Dateisystem, sodass eine für alle Server zentrale<br />

Ablage der Dateien möglich ist.<br />

Virtuelle Server werden zunehmend als Ersatz älterer Systeme und bei Verlagerung bisher dezentral<br />

betriebener Server aus den Arbeitsbereichen in das <strong>Informatik</strong>-RZ eingesetzt. Das RZ stellt die Infrastruktur<br />

bereit und unterstützt die Administratoren bei der Systempflege.<br />

Bereitstellung zentraler Pool-Räume für Lehre und Projekte:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-RZ betreibt mehrere Solaris-, Linux-, Windows- und Mac-Pools, die in Abstimmung mit den<br />

Nutzern mit einem breiten Spektrum an Software ausgestattet werden. Pflege und Installationen werden in<br />

der Regel über Image-Verteilungsverfahren durchgeführt.


<strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum RZ<br />

Support für das Department <strong>Informatik</strong>:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-RZ bietet dem Department in folgenden Bereichen Dienstleistungen an:<br />

Bereitstellung und Betreuung dezentraler Drucker:<br />

Für die Versorgung des Departments mit dezentralen Druckern stellt das <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum den<br />

Arbeitsbereichen Farb- und S/W-Laserdrucker zur Verfügung, für die das RZ auch die Wartung und<br />

Verbrauchsmaterialbeschaffung übernimmt.<br />

Verleih von Notebooks und Beamern:<br />

Für den Einsatz in der Lehre oder auf Konferenzen und Veranstaltungen verleiht das <strong>Informatik</strong>-RZ Laptops<br />

und transportable Beamer.<br />

Notebooks für Studenten:<br />

Ende 2007 wurde beschlossen, aus den zufließenden Mitteln der Studiengebühren einige Laptops zu<br />

beschaffen, welche bei Bedarf von den Studenten auch für einen längeren Zeitraum (1-2 Wochen)<br />

ausgeliehen werden können. Die Laptops werden als Multiboot-System vorbereitet, die Softwareausstattung<br />

orientiert sich an der Ausstattung der Geräte im RZ-Pool. Die Studenten können sich bei Bedarf die Geräte<br />

jedoch komplett selbst einrichten, wozu auch die Installation des Betriebssystems gehört. Nachdem die<br />

Geräte in der ersten Jahreshälfte <strong>2008</strong> selten ausgeliehen waren, nahm die Nutzung in der zweiten<br />

Jahreshälfte deutlich zu. Ein Laptop ist auch als spezieller Arbeitsplatz für sehbehinderte Studierende<br />

vorgesehen. Außerdem steht ein Apple MacBook zur Verfügung, das ebenfalls ausgeliehen werden kann.<br />

Bereitstellung eines Videokonferenzsystems:<br />

Das im Herbst 2007 aus Mitteln des RRZ und in enger Zusammenarbeit mit der MMC-Gruppe des RRZ<br />

beschaffte Videokonferenzsystem erfreut sich zunehmender Beliebtheit. Eingebunden in die Netzinfrastruktur<br />

des DFN kann es für die Kommunikation von Einzelpersonen oder Kleingruppen genutzt<br />

werden.<br />

Verbesserung der Benutzerbetreuung:<br />

Auf Anregung eines internen IT-Ausschusses wurde im Frühjahr <strong>2008</strong> der Testbetrieb eines Trouble Ticket<br />

Systems (RT) aufgenommen, das von <strong>Informatik</strong>-RZ betreut wird. Ziel ist eine systematische Erfassung von<br />

Störungen, Problemen und Lösungen, zusätzlich die Aufnahme von Wünschen der Benutzer. Das System soll<br />

auch von Administratoren aus den Arbeitsbereichen des Departments genutzt werden. Eine Überführung in<br />

den Produktivbetrieb und die Verabschiedung einer Dienstvereinbarung wurden beantragt.<br />

In Kooperation mit der UHH CA des RRZ können seit Ende <strong>2008</strong> qualifizierte Benutzer- und Server-<br />

Zertifikate registriert und freigeschaltet werden.<br />

Betreuung zentraler Datenbanken und ihrer BenutzerInnen:<br />

Im Rahmen eines Nutzungsvertrages zwischen der ORACLE Deutschland GmbH und verschiedenen<br />

<strong>Hamburg</strong>er Hochschulen kann das Department verschiedene Oracle-Produkte für spezielle Aufgaben und in<br />

der Lehre einsetzen. Die Datenbankadministration der zentralen Instanzen und die Benutzerunterstützung<br />

werden vom Rechenzentrum erbracht. Dazu gehörte auch die technische Unterstützung des KVV-Online-<br />

Systems, das durch eine Integration des kommentierten Vorlesungsverzeichnisses in das STiNE-System im<br />

Laufe des Jahres <strong>2008</strong> abgelöst wurde.<br />

Am Department stehen außerdem die freie Datenbank mySQL und für den Lehreeinsatz über Microsoft-<br />

MSDN-AA MS-SQL-Server und Access sowie mehrere Lizenzen des objektorientierten Datenbanksystems<br />

ObjectStore zur Verfügung.<br />

Unterstützung der Verwaltung und der Bibliothek:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-RZ berät und betreut die Department-Verwaltung und die Bibliothek in technischen und ITspezifischen<br />

Fragen und stattet sie mit entsprechenden Geräten aus, soweit diese nicht vom Support der<br />

zentralen Uni-Verwaltungs-IT-Gruppe bereitgestellt werden. Dazu gehört u.a. auch die Betreuung einer<br />

Department-eigenen Inventardatenbank.<br />

Das <strong>Informatik</strong>-RZ modelliert die <strong>Informatik</strong>-Studiengänge im Studienverwaltungssystem STiNE und berät<br />

in diesem Zusammenhang auch das Prüfungsamt <strong>Informatik</strong>.<br />

Rechnerbezogene Lehre:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-RZ bietet den Studierenden in den ersten beiden Studiensemestern jeweils 7 Wochen lang<br />

einen Kurs zur Nutzung der Rechenanlagen am Department (Einführung in die Rechnerbenutzung (ERB)).<br />

195


RZ <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

196<br />

Dies soll den Umgang mit den Rechnern erleichtern und die praktische Ausbildung zu Studienbeginn<br />

unterstützen. Der Kurs umfasst neben der Nutzung des Unix-Systems Solaris und der Grafik-Oberfläche die<br />

Nutzung von Netzdiensten (u.a. Mail, WWW) sowie eine Einführung in die Sprache Java.<br />

Außerdem führt das RZ das Programmiertechnische Praktikum sowie – bei Bedarf – C++ -Kurse durch.<br />

Beschaffung und Ausgabe von Verbrauchsmaterial für das Department:<br />

Für die Versorgung des Departments mit Verbrauchsmaterial in Form von Papier, Folien, Toner und Tinte<br />

sowie magnetischen und optischen Datenträgern führt das RZ die zentralen Beschaffungen durch und übernimmt<br />

auch die Ausgabe der Materialien. In diesem Zusammenhang berät das Rechenzentrum auch die<br />

Arbeitsbereiche bei der Beschaffung neuer Geräte, um eine sinnvolle und kostengünstige Bevorratung der<br />

Verbrauchsmaterialien durchführen zu können.<br />

Software-Verteilung, Update-Service und Dokumentation:<br />

Das RZ organisiert die Department-interne Verteilung von Campus-Lizenzen sowie die Ausgabe von<br />

Software aus dem Microsoft Academic Alliance Programm (MSDN-AA) an Studierende, Lehrende sowie<br />

Ausbildungslabore.<br />

Soweit nicht inzwischen entsprechende Dienste zentral vom RRZ für die gesamte <strong>Universität</strong> angeboten<br />

werden, stellt das <strong>Informatik</strong>-RZ Update-Server bereit, u.a. für SuSE-Linux und Solaris.<br />

Wichtige Systemdokumentation, relevante Handbücher und unterstützende Anwenderliteratur wird vom RZ<br />

zur kurzfristigen Ausleihe beschafft oder ggf. auf Webseiten bereitgestellt.<br />

Ausstattung der Hörsäle und Seminarräume mit Datenprojektoren:<br />

Im Laufe des Jahres wurde aus Mitteln des RRZ in Abstimmung mit dem <strong>Informatik</strong>-RZ eine Neuausstattung<br />

der Hörsäle und großen Seminarräume mit aktuellen Beamern und Audio-Systemen durchgeführt. Eine<br />

pilotartige Ausstattung einzelner Räume mit interaktiven Smartboards wurde Ende des Jahres begonnen.<br />

Wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />

MitarbeiterInnen des <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrums sind Mitglieder in den folgenden Institutionen:<br />

• DANTE (TeX Users Group)<br />

• DFN-Verein<br />

• SUG (Sun Users Group)<br />

Ausstattung<br />

Hardware:<br />

Das Rechenzentrum des <strong>Fachbereich</strong>es <strong>Informatik</strong> betreibt folgende IT-Anlagen:<br />

Pool-Räume für die Ausbildung, Projekte und Sonderaufgaben:<br />

• Unix-Workstation-Cluster bestehend aus 56 SunRay Thin Clients und 19 Sun-Workstations unter<br />

Solaris; weitere ca. 15 Workstations werden in den Arbeitsbereichen betreut<br />

• 60 aktuelle PCs unter Windows XP und Linux (dual-boot)<br />

• 6 iMac-Workstations unter MacOS insbesondere für Grafik- und Multimedia-Anwendungen<br />

• 6 weitere PCs für Multimedia-Anwendungen, als Scanner-Arbeitsplatz und Kiosk-Systeme zur STiNE-<br />

Nutzung<br />

• diverse PCs in der Verwaltung und Bibliothek<br />

Server für verschiedene Aufgaben:<br />

• Sun-Server (u.a. SunFire T5120, SunFire T2000, SunFire V445) unter Solaris<br />

• Intel/AMD-basierte Server verschiedener Hersteller (u.a. DELL, HP) unter Windows Server, Linux und<br />

OpenSolaris<br />

• ein Compute-Cluster mit 8 Quadcore-Blade-Rechnern von Fujitsu Siemens unter Windows Server oder<br />

Linux<br />

Storage- und Backup-Systeme:<br />

• Sun StorageTek 6140<br />

• IBM FastT600<br />

• Tape-Libraries für Backup und Backup-Software<br />

Netzwerkkomponenten:<br />

• Switches und Router für die Backbone- bis zur Enddosen-Versorgung<br />

• Firewall-Hardware


<strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum RZ<br />

• WLAN-Komponenten<br />

Drucker:<br />

• Diverse zentral und dezentral aufgestellte A4- und A3-Farb- und Schwarzweiß-Laserdrucker von<br />

verschiedenen Herstellern, insbesondere DELL und HP<br />

Sonstige Hardware:<br />

• Laptops, insbesondere auch für Kurzausleihe<br />

• Transportable Beamer und Multimedia-Zubehör<br />

• Smartboards<br />

• Videokonferenzsystem im DFN-Verbund<br />

Die Ausstattung orientiert sich an dem Bedarf für Lehre, Forschung und Projekten und ist daher sehr<br />

heterogen. In den letzten Jahren ist eine klare Tendenz zur Rezentralisierung von Hardware und Diensten –<br />

aus den dezentralen, zum Teil bisher autarken Arbeitsgruppen zum RZ - zu erkennen, der durch<br />

entsprechenden Ausbau der Speicher- und Server-Infrastruktur Rechnung getragen wurde. Aus<br />

wirtschaftlichen, aber auch Platz- und Umweltschutzgründen werden ältere Server durch leistungsfähige<br />

Opteron- oder Xeon-basierte Rack-Server ersetzt, die unter verschiedenen Betriebssystemen (Linux,<br />

Windows, OpenSolaris) betrieben werden können. Ausgereifte und leistungsfähige Virtualisierungstechniken<br />

unterstützen die Konsolidierung und verbesserte Auslastung der Systeme. Dies gilt auch für die<br />

Zusammenführung von (Platten-)Speicher in gemeinsam genutzte SAN-Systemen im RZ mit entsprechenden<br />

Backup-Komponenten. Durch flexible und redundante Auslegung der konsolidierten Systeme kann zudem<br />

eine hohe Verfügbarkeit erreicht werden.<br />

Im Pool-Bereich ist ebenfalls ein Trend zum Ersatz spezieller Hardware durch zum Einen (weitgehend<br />

einheitliche) PC-Systeme, zum Anderen Thin Clients zu erkennen. Die flexible Nutzung unter Windows,<br />

Linux oder auch zunehmend mit virtualisierten Systemen bietet deutliche Vorteile, insbesondere auch für die<br />

Nutzung in Lehre und Projekten.<br />

Das Blade-Compute-Cluster ist mit spezieller Cluster-Software insbesondere für hochgradig parallelisierte<br />

Berechnungen vorgesehen, es kann bei Bedarf aber mit anderen Servern und Teilen der Pool-Rechner auch in<br />

einem GRID-Verbund genutzt werden.<br />

Im letzten Jahr konnten folgende Verbesserungen der Infrastruktur realisiert werden:<br />

• Ein zusätzliches Sun StorageTek 6140 mit 14 TB Speicherkapazität wurde beschafft. Das SAN-System<br />

erlaubt den direkten Zugriff von unterschiedlichen Fileservern (Solaris, Windows, Linux) auf insgesamt<br />

24 Terabyte Speicher (brutto) und enthält eine leistungsfähige Tape-Library-Backup-Lösung, die den<br />

gestiegenen Speicheranforderungen gerecht wird.<br />

• Neue HP-Multicore-Server wurden als Ersatz für ältere Systeme und als ergänzendes Angebot auch zur<br />

Nutzung als Terminal-Server oder Compute-Server für die Arbeitsbereiche beschafft.<br />

• Zwei mit zusätzlichem Hauptspeicher ausgestattete HP-Rechner dienen als VMware-ESX-Server mit<br />

automatischem Lastausgleich und Ausfallsicherung auf Basis des kommerziellen Produkts VMware<br />

Infrastructure.<br />

• Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit wurde eine zusätzliche SunFire T5200 beschafft und in den Verbund<br />

der vorhandenen beiden SunFire T2000 eingebunden, um die wichtigsten zentralen Unix-Serverdienste<br />

(Fileserver, Nameserver, Zeitserver, Mail, WWW) ausfallsicherer und leistungsfähiger zu machen.<br />

• Kostengünstige und gleichzeitig leistungsfähige DELL-Farb- und Schwarzweiss-Laserdrucker wurden<br />

als Ersatz und Ergänzung für vorhandene ältere Laserdrucker beschafft.<br />

• Die Pool-PCs wurden zur Leistungssteigerung mit zusätzlichem Hauptspeicher bestückt.<br />

• Auch die restlichen Gebäude am <strong>Informatik</strong>um wurden mit modernsten Access-Points des RRZ<br />

ausgestattet, die in die Wireless-Infrastruktur des RRZ eingebunden sind. Dadurch ist ein einheitlicher<br />

Wireless-Zugang auf dem Hauptcampus und in Stellingen gewährleistet. Die Umstellung auf Cisco-<br />

Switches und damit vereinheitlichte Vernetzungs-Hardware ist geplant, aber mit erheblichem Aufwand<br />

verbunden.<br />

• Zum Jahresende wurden insgesamt vier interaktive Smartboards zur Unterstützung von Lehr- und<br />

Projektarbeiten beschafft, von denen 2 in RZ-Pool-Räumen aufgebaut wurden.<br />

Software:<br />

Das <strong>Informatik</strong>-Rechenzentrum stellt für UNIX-Workstations, PCs und Apple Macs des gesamten<br />

Departments eine Vielzahl von Programmpaketen bereit:<br />

• gängige Programmier- und Entwicklungssysteme für Lehre und Forschung<br />

197


RZ <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

198<br />

• Datenbanksysteme Oracle, mySQL und ObjectStore<br />

• frei verfügbare OpenSource-Software (z.B. GNU-Software der Free Software Foundation, TeX)<br />

• Software aus Campus-Verträgen mit den Firmen Microsoft (MS Select, MSDN-AA), Adobe (ELP),<br />

Corel (CLP) und Symantec (SLP)<br />

• Symantec Ghost Suite zur automatisierten Software-Verteilung in den PC-Pools mittels Imaging-<br />

Verfahren<br />

2. Die Forschungsvorhaben der Departmenteinrichtung<br />

Zurzeit keine.<br />

3. Publikationen und weitere Leistungen<br />

Wissenschaftliche Publikationen im Berichtszeitraum<br />

Zurzeit keine.<br />

Begutachtungen und abgeschlossene Betreuungen außerhalb des Departments<br />

Zurzeit keine.<br />

4. Wichtige weitere Aktivitäten<br />

Mitarbeit in universitären Gremien<br />

Friesland-Köpke, Gerhard<br />

Mitglied des IT-Direktoriums der <strong>Universität</strong><br />

Germer, Susanne:<br />

Stellvertretendes Mitglied im erweiterten Vorstand des Departments<br />

König, Michael:<br />

Mitglied im Haushaltsausschuss des Akademischen Senats (AS)<br />

Mitglied im Fakultätsrat der Fakultät für Mathematik, <strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften


Umweltteam UT<br />

UmweltTeam (UT)<br />

Vogt-Kölln-Str. 30, 22527 <strong>Hamburg</strong>, Tel.: +494042883-2202, Email: umwelt-team@informatik.uni-hamburg.de,<br />

URL: http://www.umweltteam-informatik.de/<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Aktive Mitglieder des UmweltTeams (Stand Ende 2007)<br />

Kerstin Fischer (NATS), Annette Morawski (VW), Günther Schättiger (RZ), Hannelore Wilke (BIB)<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Zielsetzung des UmweltTeams ist die Berücksichtigung von Umweltgesichtspunkten in allen Aktivitäten des<br />

Department <strong>Informatik</strong> sowie die Verbindung von Umweltmanagement und Organisationsentwicklung.<br />

Umweltmanagement kann kaum von oben nach unten angeordnet werden. Deshalb soll nicht eine<br />

Expertengruppe die Geschäftsprozesse und Umweltwirkungen analysieren und Verbesserungen vorschlagen,<br />

sondern<br />

• die Hochschulangehörigen sollten selbst ihre Wahrnehmung der Umweltbeeinträchtigung ihrer<br />

Handlungen einbringen,<br />

• diese mit Hilfe von gemessenen Vergleichsdaten und weiteren, aufbereiteten Informationen bewerten,<br />

• daraus Handlungsoptionen, Verhaltensänderungen und Maßnahmen ableiten und<br />

• diese auf ihre Wirksamkeit hin überprüfen.<br />

Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Motivation, effektive Information und Kommunikation der<br />

Beteiligten gelegt, um grundsätzlich motivierte Personen und kollektive Akteure trotz Mangels an Zeit bzw.<br />

anderen Ressourcen den Weg zu einer aktiven Mitarbeit zu ebnen.<br />

Handlungsschwerpunkte<br />

Die Arbeit des UmweltTeams konzentriert sich auf die folgenden miteinander zusammenhängenden Handlungsschwerpunkte:<br />

• Umweltmaßnahmen: Aktivitäten, die konkret eine umweltförderliche bzw. -entlastende Wirkung<br />

entfalten<br />

• Umweltinformation: Verbreitung sachgerechter Informationen, um die beteiligten Akteure darin zu<br />

unterstützen, Umweltmaßnahmen selbst durchzuführen<br />

• Umweltmanagement: Aufbau organisatorischer Strukturen, die die Bedingungen für umweltförderliche<br />

bzw. -entlastende Aktivitäten und die Verbreitung sachgerechter Informationen verbessern<br />

Zusammenarbeit<br />

• Technischer Dienst / Service-Team (Realisierung von Umweltmaßnahmen vor Ort)<br />

• Studentenwerk (Mensa Stellingen)<br />

• Kooperation und Koordination von Umweltaktivitäten innerhalb der <strong>Universität</strong><br />

• Referat für Arbeitssicherheit und Umweltschutz der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> (Umweltinformation)<br />

Aktionen <strong>2008</strong><br />

• Neue Vorschläge für das Projekt Energieoptimierung wurden mit der <strong>Universität</strong>sleitung diskutiert<br />

(siehe 2.2)<br />

• Pflege der Apfelbäume auf dem Gelände (siehe 2.4)<br />

• Reinigung der Nistkästen (siehe 2.3)<br />

• Ausleihe von Energieverbrauchsmessgeräten (siehe 2.4)<br />

• Biofleisch wurde für das Sommerfest bereitgestellt<br />

• Finanzielle Förderungen siehe 2.6 bzw. 2.8<br />

199


200<br />

UT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2. Projekte und Aktivitäten des UmweltTeams<br />

2.1 Beschaffung von umweltfreundlichen Ge- und Verbrauchsmaterialien<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1998<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Eine Auswahl von im Jahr 2001 nach einer systematischen Analyse festgelegten umweltverträglichen<br />

Büromaterialien (unlackierte Bleistifte, Kugelschreiber mit Papphülle, Drymarker, Whiteboardmarker,<br />

Pergamin-Sichthüllen) werden optional mit einem Feedbackbogen ausgegeben. Der Rücklauf ist<br />

ausschließlich positiv.<br />

• Bleistifte mit der neuen Domain des UmweltTeams werden weiterhin abgegeben.<br />

2.2 Energie- und Wärmemanagement<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1998<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Seit Kündigung des Projektes Energieoptimierung Anfang 2005 durch den damaligen Kanzler werden<br />

keine Berechnungen der Einsparungen mehr vorgenommen oder Prämien ausgezahlt. Die Energieteams<br />

können aber für Energieeinsparinvestitionen bei 2/3-Wirtschaftlichkeit Gelder beantragen. Künftige<br />

Schwerpunkte sollen universitätsweit die Gebäudeplanung und die Einführung einer Gebäudeleittechnik<br />

sein.<br />

• Das UmweltTeam hat einen neuen Vorschlag für ein alternatives Prämienmodell gemacht, da der oben<br />

beschriebene Ansatz aus in 1 beschriebenen Gründen unzweckmäßig ist, ihn mit Vertretern anderer<br />

Energieteams in der <strong>Universität</strong> diskutiert und in schriftlicher Form der <strong>Universität</strong>sleitung präsentiert.<br />

Zu den Lösungsansätzen, die in 2007 in Gesprächen mit der <strong>Universität</strong>sleitung ausgearbeitet wurden,<br />

gibt es allerdings seither keinen über oben genannten Vorschlag hinausgehenden Beschluss durch die<br />

Kanzlerin.<br />

2.3 Verbesserung des Arbeitsumfeldes<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2000<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Das UmweltTeam bemüht sich, die Einsparbemühungen der Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen am<br />

Department diesen auch wieder zu Gute kommen zu lassen. Daher wurde das Sommerfest durch<br />

Finanzierung von Biofleisch zum Grillen unterstützt.<br />

• Vogelnisthilfen wurden im Frühjahr gesäubert.<br />

• Der Apfelbaumbestand auf dem Gelände wurde gepflegt.<br />

2.4 Umwelt- und Energiesparinformationen<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1998<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Aufruf zur Ausleihe der Energiesparmessgeräte, um den eigenen Energieverbrauch zu bestimmen und<br />

optimieren.<br />

• Im Rahmen des Sommerfestes wurde am Grillstand mit Zuschüssen des UmweltTeams ausschließlich<br />

Biofleisch verkauft.


Umweltteam UT<br />

2.5 Verbesserung der öffentlichen Wahrnehmung<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1998<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Das Umweltteam hat seine Webseiten auch weiterhin unter einer eigenen Domain zugänglich gemacht<br />

und aktualisiert: http://www.umweltteam-informatik.de/.<br />

2.6 Förderungen<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 2000<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Wie in den letzten Jahren unterstützt das UmweltTeam studentische Studien- und Tagungsreisen, die der<br />

Präsentation ihrer umweltrelevanten Studien- und Diplomarbeiten dienen.<br />

• Finanzierung der Zeitschriften GAIA (seit 2003) und Spiegel (bis September <strong>2008</strong>) als Auslage in der<br />

Bibliothek.<br />

2.7 Informationsmanagement und Institutionalisierung der Umweltarbeit<br />

Laufzeit des Projektes:<br />

seit 1998<br />

Projektbeschreibung:<br />

• Regelmäßige Kommunikation mit den Umweltbeauftragten an den einzelnen Department-Einrichtungen<br />

und Einholung ihrer Interessen, Ideen und Vorstellungen bezüglich Umweltthemen. Motivation der nicht<br />

anwesenden Umweltbeauftragten und Werbung von neuen Ansprechpartnern.<br />

• Bildung von thematischen Arbeitsgruppen und Zuordnung von Aufgaben innerhalb des UmweltTeams<br />

• Erfahrungsaustausch zwischen Umwelt- bzw. Energieteams der Departments<br />

• Die Webseiten des UmweltTeams http://www.umweltteam-informatik.de/ wurde gepflegt und<br />

ausgebaut.<br />

• Erstellung des <strong>Jahresbericht</strong>s.<br />

2.8 Finanzierung: Verwendung der Energiesparprämie<br />

Da das Department keine Energiesparprämie mehr erhält, stehen dem UmweltTeam nur noch Restmittel zur<br />

Verfügung. Aus der Pauschale des UmweltTeams wurden davon im Berichtszeitraum folgende Beschaffungen<br />

als Verwendung der Energiesparprämie gebucht:<br />

GAIA-Abo 384,76<br />

Spiegel-Abo (nur bis September) 105,60<br />

Zuschuss studentische Exkursion Wolfsburg 205,00<br />

Verabschiedung Serviceteam 18,85<br />

Zuschuss Sommerfest <strong>Informatik</strong>um 150,00<br />

Domaingebühr 3,57<br />

Gesamtausgabe 867,78<br />

201


202<br />

UT <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH


Begutachtungen & Betreuungen Department <strong>Informatik</strong><br />

Zentrum AGIS<br />

Externe Habilitationen<br />

Begutachtungen und abgeschlossene Betreuungen<br />

HabilitandIn Thema GutachterIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Christian Internet and Society: Social Floyd SWT N. Dyer-<br />

Fuchs Theory in the Information<br />

Witheford,<br />

Univ. Age<br />

D. Kellner &<br />

Salzburg<br />

L.A. Lievrouw<br />

R. Mansell<br />

Promotionen<br />

DoktorandIn Thema BetreuerIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Anette Freytag Die Erweiterung des IHO S- Brunnstein AGN Fleßner<br />

57 Datenmodells um Komponenten<br />

zur Modellierung<br />

des Zeitbezugs von Objekten<br />

Habel<br />

Dorina Gumm A Model of Distributed Rolf ASI Moldt<br />

Requirements Engineering:<br />

Understanding<br />

Interdependencies<br />

Oberquelle<br />

Carola Komplexität von Software- Floyd SWT C. Lewerentz<br />

Lilienthal architekturen - Stile und<br />

Strategien<br />

Moldt<br />

Tesfaye Biru Reflective Steps: A<br />

Floyd SWT Schirmer<br />

Collaborative Learning<br />

Oriented Approach to<br />

Software Development and<br />

Process Improvement<br />

G. Pomberger<br />

Diplomarbeiten <strong>Informatik</strong><br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Svetlana Security analysis of mobile<br />

Panfilova phones<br />

Dirk Becker Olfaktorische virtuelle Umgebung<br />

zur Unterstützung<br />

überzeugender Erfahrungswelten<br />

Ulf Reimers Bildeffekte in Avango auf<br />

Basis von GLSL Shadern<br />

Roland Interaction Techniques for<br />

Schröder- Dynamic Virtual<br />

Kroll<br />

Environments<br />

Malte Thiesen Bildeffekte in Avango auf<br />

Basis von GLSL Shadern<br />

Thomas Entwicklung eines benutzer-<br />

Schulz orientierten Systems zur<br />

Verarbeitung von Adressdaten<br />

unter Anwendung der<br />

Methode Rapid Contextual<br />

Design<br />

Alicja Usability Evaluation<br />

Koziarski digitaler Radiographiesysteme<br />

am Beispiel des<br />

Digital Diagnost 2.0 von<br />

Philips<br />

Institution<br />

Univ. of<br />

Western Ontario<br />

UCLA<br />

London School<br />

of Economics<br />

Institution<br />

ANT<br />

WSV<br />

TGI<br />

ASI<br />

TU Cottbus<br />

TGI<br />

ITG<br />

Univ. Linz<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Brunnstein AGN Djemame Leeds, UK<br />

Beckhaus ASI Dreschler-<br />

Fischer<br />

KOGS<br />

Beckhaus ASI Dreschler-<br />

Fischer<br />

KOGS<br />

Beckhaus ASI Lehnhardt HfbK<br />

Beckhaus ASI Dreschler-<br />

Fischer<br />

KOGS<br />

Oberquelle ASI Hansmann TIS<br />

Oberquelle ASI Rolf ASI<br />

203


Begutachtungen & Betreuungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Philip Joschko Entwurf einer<br />

Editierungskomponente zur<br />

Modellierung spezialisierter<br />

Benjamin<br />

Leipold<br />

204<br />

Graphen<br />

Dokumentation von Systemarchitekturen<br />

nach ISO/IEC<br />

42010 in einem Multi-<br />

Channel Handelsunter-<br />

nehmen<br />

Katja Vesely Visualisierungsvorlagen für<br />

Ausschnitte der Unternehmensarchitektur<br />

einer<br />

Metropolbank nach ISO /<br />

Randolph<br />

Tendzegolskis<br />

Henning<br />

Schwentner<br />

IEC 42010<br />

Organisatorische und<br />

technische Herausforderungen<br />

bei der schrittweisen<br />

Migration einer bestehenden<br />

Web-Anwendung am Bsp.<br />

von CommSy<br />

Wider die enge Kopplung –<br />

Große Refactorings in einem<br />

Prozess zur Entflechtung<br />

von Anwendung und<br />

Rahmenwerk<br />

Karsten Papke Evaluation eines Lösungsansatzes<br />

für die Integration<br />

einer Workflow-Engine<br />

Jochen Lenz Analyse und Entwicklung<br />

eines Prototyps zur<br />

Kooperationsunterstützung<br />

in der individuellen Lern-<br />

Marek<br />

Walczak<br />

Software LAssi<br />

IDE-Unterstützung für<br />

graduelle und individuelle<br />

Spracherweiterung – Eine<br />

Untersuchung am Beispiel<br />

von Eclipse, Java und VJ<br />

Christian Beck Möglichkeiten der Visualisierung<br />

von Anwendungslandschaften<br />

und ihrer<br />

Sebastian<br />

Middeke<br />

Arne<br />

Scharping<br />

Schnittstellen<br />

Integration von Akzeptanztests<br />

in agile Vorgehens-<br />

modelle<br />

Bachelorarbeiten <strong>Informatik</strong><br />

Automatisierte Prüfung von<br />

Architekturregeln zur<br />

Entwicklungszeit<br />

Bachelor Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Malte Renken Benutzerschnittstellen in<br />

Computerspielen<br />

Diplomarbeiten Wirtschaftsinformatik<br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Marvin<br />

Schoeller<br />

Organisationsmodelle und<br />

softwaretechnische Konzepte<br />

zur Neugestaltung von Informationssystemen<br />

im Gesundheitswesen<br />

unter beson-<br />

Page ASI Wohlgemuth FHTW Berlin<br />

Schirmer ITG Rolf ASI<br />

Schirmer ITG Hinssen HASPA<br />

Bleek SWT Lamersdorf VSIS<br />

Bleek SWT Lamersdorf VSIS<br />

Gryczan SWT Ritter VSIS<br />

Gryczan SWT Schmolitzky SWT<br />

Schmolitzky SWT Lamersdorf VSIS<br />

Züllighoven SWT Matthes TUHH<br />

Züllighoven SWT Spillner Ibch<br />

Züllighoven SWT Lewerentz BTU Cottbus<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Oberquelle ASI Hansmann TIS<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Page ASI Wittmann TIS


Begutachtungen & Betreuungen Department <strong>Informatik</strong><br />

derer Berücksichtigung der<br />

Prinzipal-Agent-Theorie<br />

Stefan Implementierung eines glo-<br />

Campuzano balen SAP-Systems als Teil<br />

Espinoza eines integrierten Programms<br />

in der Mineralölbranche<br />

Laura-Sophie Entwicklung eines Bera-<br />

Dornheim tungs-Tools auf Basis des<br />

Mikropolis-Modells<br />

Axel H. Visualisierung soziotechni-<br />

Sylvester scher Prozesse unter Verwendung<br />

der Konzepte des<br />

Mikropolis-Modells<br />

Volker Ritzau Technischer und betriebswirtschaftlicher<br />

Vergleich<br />

des ABAP- und Java-Stacks<br />

zur Unterstützung bei der<br />

Technologieauswahl in mittelständischen<br />

Unternehmen<br />

Henning Stein Migration von J2EE-Anwendungen<br />

Christian Späh Konsumieren und Produzieren<br />

als nützliche Metaphern<br />

in der Softwaretechnikausbildung<br />

und der Exploration<br />

von Klassenstrukturen<br />

Eugen Remote Management von<br />

Reiswich RCP-Anwendungen<br />

Diplomarbeit Wirtschaftsinformatik (Zweitbetreuung)<br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Björn Lubbe Entwicklung einer Applikation<br />

zur Diffusionsprognose<br />

bei Mediengütern<br />

Zentrum ISR<br />

Habilitationen<br />

Rolf ASI Schirmer ITG<br />

Rolf ASI Drews ASI<br />

Rolf ASI Schirmer ITG<br />

Gryczan SWT Sommer DWP<br />

Schmolitzky SWT Stadtler WiSo<br />

Schmolitzky SWT Beckhaus ASI<br />

Züllighoven SWT Lamersdorf VSIS<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Clement WiSo Schmolitzky SWT<br />

HabilitandIn Thema GutachterIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Ulrich Köthe Reliable Low-Level Image Stiehl KOGS W. Förstner<br />

Analysis<br />

B. Jähne<br />

W.G.Kropatsch<br />

Promotionen<br />

DoktorandIn Thema BetreuerIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Christian- Towards Automated Stiehl KOGS R. Wepf<br />

Dennis Rahn Processing and Analysis of<br />

Digital Laser Scanning<br />

Micrographs of Human Skin<br />

J. Zhang<br />

Hans Meine The GeoMap<br />

Stiehl KOGS U. Köthe<br />

Representation: On<br />

Topologically Correct Subpixel<br />

Image Analysis<br />

A. Braquelaire<br />

Institution<br />

Uni Heidelberg<br />

Unversität Wien<br />

<strong>Universität</strong> Bonn<br />

Institution<br />

ETH Zürich<br />

TAMS<br />

Univ. Heidelberg<br />

Univ. Bordeaux<br />

205


Begutachtungen & Betreuungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Lothar Hotz Frame-basierte Wissensrepräsentation<br />

zur Konfigurierung,<br />

Analyse und Dia-<br />

Tim Baier-<br />

Löwenstein<br />

Externe Promotionen<br />

206<br />

gnose technischer Systeme<br />

Lernen der Handhabung von<br />

Alltagsgegenständen im<br />

Kontext eines Service-<br />

Roboters<br />

Neumann KOGS J. Sauer Univ. Oldenburg<br />

Zhang TAMS Neumann KOGS<br />

DoktorandIn Thema GutachterIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Institution<br />

Weizhong Ye Crowd Modeling for Zhang TAMS The Chinese<br />

Surveillance<br />

(2. Gutachter)<br />

University of<br />

Hong Kong<br />

Xinyu Wu Robust Surveillance System Zhang TAMS The Chinese<br />

(2. Gutachter)<br />

University of<br />

Hong Kong<br />

Zhe Li Vision-based Manipulative Zhang TAMS <strong>Universität</strong><br />

Gesture Recognition in a<br />

Human-Robot Interaction<br />

Scenario<br />

(2. Gutachter)<br />

Bielefeld<br />

Ingo Reulecke Adaptives Scoring im Rarey ZBH Dreschler- KOGS<br />

strukturbasierten<br />

Fischer<br />

Wirkstoffentwurf<br />

G. Lange Bayer,<br />

Frankfurt/M.<br />

Diplomarbeiten <strong>Informatik</strong><br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Kay Galba Entwurf und Konstruktion<br />

einer Software zur Visualisierung<br />

und Interpretation<br />

radioastronomischer Messdaten<br />

von Maser-<br />

Christian<br />

Bähnisch<br />

Variationen<br />

A Comparative Study of<br />

Image Segmentation by<br />

Means of Normalized Graph<br />

Cut Methods<br />

Dreschler-<br />

Fischer<br />

Dreschler-<br />

Fischer<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

KOGS Engels HStw<br />

KOGS Köthe Uni Heidelberg<br />

Oliver Kranz Interaktive Schnittstelle für Dreschler- KOGS Köthe Uni Heidelberg<br />

Bildverarbeitungsmethoden Fischer<br />

Qionghua Ge Visualisierung gelernter<br />

Konzepte von baulichen<br />

Strukturen<br />

Neumann KOGS Hansmann TIS<br />

Jan Riisgaard Reduktion der Bildunschärfe<br />

bei Großformatscannern für<br />

die Druckbildkontrolle<br />

Stelldinger KOGS Stiehl KOGS<br />

Sabrina Hilger Konzeption und Implemen- Menzel NATS Breier Dept.<br />

tierung einer didaktischen<br />

Entwicklungsumgebung für<br />

Sprachdialogsysteme<br />

Erziehungsw<br />

Matthias Arwe Entwicklung eines Werkzeugs<br />

zur Unterstützung der<br />

automatischen Nanomanipulation<br />

mittels eines FernbedientenRasterkraftmikroskops<br />

Zhang TAMS Stiehl KOGS<br />

Daniel Liem Simulation of Complete<br />

Coverage Path-Planning<br />

System and Its<br />

Implementation for a Simple<br />

Sensory Robot<br />

Zhang TAMS Lehmann TKRN


Begutachtungen & Betreuungen Department <strong>Informatik</strong><br />

Christian Piehl Entwurf und Implementierung<br />

einer hardwarebasiertenVorverarbeitungseinheit<br />

für ein omni-<br />

Benjamin<br />

Adler<br />

Denis<br />

Klimentjew<br />

direktionales Sichtsystem<br />

Dynamische Navigation und<br />

Bewegungssteuerung eines<br />

mobilen Robotersystems in<br />

Innenräumen<br />

Grundlagen und Methodik<br />

der 3D-Rekonstruktion und<br />

ihre Anwendung für landmarkenbasierteSelbstlokali-<br />

sierung humanoider Roboter<br />

Andre Stroh Grundlagen und Methodik<br />

der 3D-Rekonstruktion und<br />

ihre Anwendung für landmarkenbasierteSelbstlokali-<br />

Weining<br />

Zheng<br />

sierung humanoider Roboter<br />

Software hierarchy<br />

realization of Telerobot for<br />

edutainments<br />

Oliver Gries Formale Untersuchung der<br />

Konstruktion einer Closed-<br />

World-Assumption in<br />

beschreibungslogischen<br />

Hendrik<br />

Blanck<br />

Sprachen<br />

Spezifikation einer multimodalen<br />

CRIL-Instruktion<br />

für die Navigation eines<br />

Geometrischen Agenten<br />

Dirk Fust Repräsentation von pfadorientierten,<br />

prozesshaften<br />

Aktionen eines<br />

Matthias<br />

Kerzel<br />

Geometrischen Agenten<br />

Verarbeitung diskontinuierlicher<br />

Segmente natürlichsprachlicherRouten-<br />

beschreibungen<br />

Konrad Scheel Erstellung eines multimodalen<br />

CRIL-Netzes aus<br />

einer verbalen und<br />

grafischen Routenbeschreibung<br />

Externe Diplomarbeiten<br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Robert<br />

Schöpflin<br />

Zentrum VIKS<br />

Promotionen<br />

Methoden zur quantitativen<br />

Analyse von Kollagenstrukturen<br />

in Laserrastermikroskopie-Aufnahmen<br />

Zhang TAMS Mäder TAMS<br />

Zhang TAMS Hansmann TIS<br />

Zhang TAMS Hansmann TIS<br />

Zhang TAMS Hansmann TIS<br />

Zhang TAMS Lehmann TKRN<br />

Eschenbach WSV Ralf Möller TU Harburg<br />

Habel WSV Menzel NATS<br />

Habel WSV Zhang TAMS<br />

Habel WSV Eschenbach WSV<br />

Habel WSV Menzel NATS<br />

Dreschler-<br />

Fischer<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

KOGS Rarey ZBH, Univ. HH<br />

DoktorandIn Thema BetreuerIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Institution<br />

Christian Kontextbasierte<br />

Lamersdorf VSIS S. Fischer Univ. Lübeck<br />

Philip Kunze Kooperation: Unterstützung<br />

verteilter Prozesse im<br />

Mobile Computing<br />

207


Begutachtungen & Betreuungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Externe Promotionen<br />

DoktorandIn Thema GutachterIn FBE weitere<br />

Gutachter<br />

Institution<br />

Golnaz Link Quality Aware Routing Wolfinger TKRN LIP 6, Univ. P. et<br />

Karbaschi in IEEE 802.11 Multi-hop<br />

Networks<br />

(Prüfer)<br />

M. Curie, Paris<br />

Holger Höller Schichtenübergreifende Wolfinger TKRN Univ. <strong>Hamburg</strong>,<br />

Planung von Hochge- (Gutachter)<br />

Fak. für<br />

schwindigkeits-Tele<br />

Wirtschaftswisse<br />

kommunikationsnetzen<br />

nschaften<br />

Thomas Begin Modélisation et Calibrage Wolfinger TKRN LIP 6, Univ. P. et<br />

Automatiques de Systèmes (Prüfer)<br />

M. Curie, Paris<br />

Chloé Rolland Modèles orientés objet pour Wolfinger TKRN LIP 6, Univ. P. et<br />

une meilleure prédiction du<br />

trafic Internet auto-similaire<br />

(Gutachter)<br />

M. Curie, Paris<br />

Diplomarbeiten <strong>Informatik</strong><br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Florian Keßler Methodische Analyse<br />

aktueller hostbasierter<br />

Heiko<br />

Lüdemann<br />

Zoltan<br />

Andreas<br />

Mados<br />

Chrisitan<br />

Beyerlein<br />

Intrusion Detection Systeme<br />

Modeling Anthorization<br />

Policy for Inter-Domain<br />

Collaborations<br />

Methodische Analyse<br />

aktueller netzwerkbasierter<br />

Intrusion Detection<br />

Technologien<br />

Implementierung einer<br />

Abstraktionsschicht im SAP<br />

NetWeaver Application<br />

Server zur Vermeidung von<br />

Code-Injection-Angriffen in<br />

J2EE Web-Applikationen<br />

Web Authentication<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Posegga SVS Ritter VSIS<br />

Posegga SVS Ritter VSIS<br />

Posegga SVS Ritter VSIS<br />

Posegga SVS Gollmann TU Harburg<br />

Mieke<br />

Posegga SVS Ritter VSIS<br />

Hildebrand Revisited<br />

Roland Illig Entwurf und Implementierung<br />

eines Übersetzers für<br />

eine Zugriffskontrollsprache<br />

nach XACML<br />

Posegga SVS Ritter VSIS<br />

Moritz Jodeit Evaluating Security Aspects<br />

of the Universal Serial Bus<br />

Posegga SVS Gollmann TU Harburg<br />

Stephanie Policy-Tags zur automati- Posegga SVS Neumann KOGS<br />

Knab<br />

sierten Integration einer<br />

Informationsflusssteuerung<br />

in Anwendungen<br />

Jeremias Reith Reliable Reflective Cross-<br />

Site Scripting Prevention on<br />

the Client-Side<br />

Posegga SVS Gollmann TU Harburg<br />

Endri Deliu A Tool for Editing Agent<br />

Organization Models and<br />

Their Deployment in<br />

MULAN<br />

Köhler TGI Neumann KOGS<br />

Stephan Zur Implementation von Köhler- TGI Dreschler- KOGS<br />

Manneck Petrinetz- Analysealgorithmen<br />

Bußmeyer<br />

Fischer<br />

Wojciech Laka Ausbau einer Infrastruktur<br />

für offene agentenorientierte<br />

Anwendungen im Kontext<br />

von CAPA und OpenNet<br />

Moldt TGI Page ASI<br />

Jörn Baasch<br />

208<br />

Projektmanagement im<br />

Kontext agentenorientierter<br />

Moldt TGI Lamersdorf VSIS


Begutachtungen & Betreuungen Department <strong>Informatik</strong><br />

Softwareentwicklung<br />

Uwe Fenske Petris Zykloide und<br />

Überlegungen zur<br />

Andreas<br />

Kaerker<br />

Verallgemeinerung<br />

Die Burrows-Wheeler-<br />

Transformation:<br />

Untersuchungen zur Nachoptimierung<br />

auch im Hin-<br />

blick auf Bildkompression<br />

André Gahr Bereitstellung und Einsatz<br />

von Modellen und Werkzeugen<br />

zur Erzeugung<br />

realitätsnaher synthetischer<br />

Webserver-Lasten<br />

Merlin Senger Bewertung von Cachingstrategien<br />

für ein Content<br />

Management System mit<br />

Alexander<br />

Giehl<br />

Rüdiger<br />

Leppin<br />

Thomas<br />

Wasilewski<br />

flexiblen Inhaltstypen<br />

Agreements von<br />

Enforcement Mechanismen<br />

im Umfeld service-<br />

orientierter Architekturen<br />

Unterstützung der<br />

Kommunikationsanalyse in<br />

Multiagentensystemen<br />

Prozessbeschreibungs-<br />

konzepte im Kontext<br />

agentenbasierter<br />

Anwendungen<br />

Ante Vilenica Integration von Interaktionskomponenten<br />

in Prozesse<br />

Daniel<br />

Bredfeldt<br />

für mobile Umgebungen<br />

Konzeption und Realisierung<br />

eines Verfahrens für<br />

die dynamische<br />

Informationsintegration<br />

Björn Broll Modeling, Prediction und<br />

Synthetic Generation of<br />

Database Workloads<br />

Alexander Fey Spezifikation und Überprüfung<br />

funktionaler<br />

Anforderungen in Web-<br />

Christian<br />

Hamm<br />

Saleh<br />

Mohammad<br />

Pour<br />

Service-Choreographien<br />

Transaktionskoordination in<br />

komplexen Web-Service-<br />

Choreographien<br />

Improvement in Efficiency<br />

Using Service Orientation -<br />

A Study in the Area of „Email-Archiving,<br />

Discovery<br />

and Management“<br />

Lukasz Palys Analyse und Auswahl von<br />

Datenquellen für die<br />

Christoph<br />

Pöhlsen<br />

dynamische Integration<br />

Entwurf und Realisierung<br />

einer Benutzungsoberfläche<br />

für ein System zur<br />

dynamischen<br />

Datenintegration<br />

Valk TGI Kudlek TGI<br />

Lehmann TKRN Hansmann TIS<br />

Wolfinger TKRN Page ASI<br />

Wolfinger TKRN Lehmann TKRN<br />

Lamersdorf VSIS Hansmann TIS<br />

Lamersdorf VSIS Moldt TGI<br />

Lamersdorf VSIS Moldt TGI<br />

Lamersdorf VSIS Hansmann TIS<br />

Ritter VSIS Schmolitzky SWT<br />

Ritter VSIS Wolfinger TKRN<br />

Ritter VSIS Eschenbach WSV<br />

Ritter VSIS Gryczan SWT<br />

Ritter VSIS Menzel NATS<br />

Ritter VSIS Menzel NATS<br />

Ritter VSIS Oberquelle ASI<br />

Ahmet Yilmaz Zusammenführung agentenbasierter<br />

Recherche mit<br />

Dokumenten-Management<br />

Ritter VSIS Lamersdorf VSIS<br />

Claas Gaidies Klassifikation von Ritter VSIS Schmolitzky SWT<br />

209


Begutachtungen & Betreuungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Statements zur Erkennung<br />

von Workload-Shifts für<br />

Autonome<br />

Datenbanksysteme<br />

Samira Razai Monitoring und Controlling<br />

von Diensten im Umfeld<br />

serviceorientierter<br />

Architekturen<br />

Bachelorarbeiten <strong>Informatik</strong><br />

Bachelor Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Jan Schlüter Accelevating the Debugging<br />

Process within a Development<br />

Environment for<br />

Multi-Agent Systems –<br />

Providing Tool Support for<br />

CAPA<br />

Viktor Web Services für mobile<br />

Dreiling<br />

210<br />

Systeme<br />

Andi Drebes Optimiertes Nachrichtenrouting<br />

in Overlay-<br />

netzwerken mobiler Geräte<br />

Johan Schulz Visualisieren von kollidierenden<br />

Wartungsaufgaben<br />

automonmer Funktionen auf<br />

Datenbanken<br />

Timme Katz Erkennung von kollidierenden<br />

Wartungsaufgaben<br />

autonomer Funktionen auf<br />

Datenbanken<br />

Diplomarbeiten Wirtschaftsinformatik<br />

Ritter VSIS Hansmann TIS<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Moldt TGI Valk TGI<br />

Lamersdorf VSIS Dreschler-<br />

Fischer<br />

Lamersdorf VSIS Dreschler-<br />

Fischer<br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Christian-H.<br />

Beckers<br />

Erstellung einer automatischenSchwachstellenanalyse<br />

von SIP-Implementationen<br />

und Signaturgenerierung<br />

der Schwachstellen als<br />

Wissensbasis für ein Intrusion<br />

Detection System<br />

Ein Webservice für SIP-Im-<br />

Stephan<br />

Sutardi plementationen<br />

Frank Ruwolt Implementation eines Prototyps<br />

für sicheren Verbindungsaufbau<br />

in Peer-to-Peer<br />

basierten VoIP-Netzwerken<br />

Diana Lipinski Prototypische Umsetzung<br />

eines Geschäftsprozesses<br />

aus dem Finanzwesen mit<br />

Hilfe von Enterprise<br />

Services nach der<br />

prozessorientierten<br />

Methodik CPI der SAP<br />

erhalten<br />

AB TIS<br />

Diplomarbeiten <strong>Informatik</strong><br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

KOGS<br />

KOGS<br />

Ritter VSIS Page ASI<br />

Ritter VSIS Page ASI<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Posegga SVS Page ASI<br />

Posegga SVS Gollmann TUHH<br />

Posegga SVS Ritter VSIS<br />

Moldt TGI Ritter VSIS<br />

2. BetreuerIn Institution


Begutachtungen & Betreuungen Department <strong>Informatik</strong><br />

Tatjana<br />

Baranova<br />

N.<br />

Koschmieder<br />

Axel Philipp<br />

Meier<br />

Peter<br />

Roßmeyer<br />

Joachim<br />

Dubber<br />

Untersuchung numerischer<br />

Verfahren zur Bestimmung<br />

der Geodätischen in räum-<br />

lich gekrümmten Flächen<br />

Generierung nicht-fotorealistischer<br />

Abbildungen<br />

aus der Geometrie dreidimensionaler<br />

Objekte<br />

Wegplanung autonomer<br />

Figuren in 3-D Jump’n’Runs<br />

Untersuchung der Teamarbeit<br />

im RoboCup unter<br />

besonderer Berücksichtigung<br />

von simulierten<br />

Umgebungen<br />

Untersuchung zu praktischenImplementationsmöglichkeiten<br />

zur Optimierung<br />

des Roboterverhaltens<br />

in der Four Legged Liga in<br />

einer simulierten Umgebung<br />

Daniel Dorer Evaluation und Optimierung<br />

von computergestützten<br />

Lernprozessen mithilfe von<br />

Carsten<br />

Esslinger<br />

Marcin<br />

Blaszkowski<br />

Nils Daniel<br />

Forkert<br />

Janis<br />

Schönefeld<br />

E-Portfolios<br />

Optimierung der Luftfahrzeugabfertigung<br />

durch<br />

Bodenfahrzeuge auf dem<br />

Vorfeld des <strong>Hamburg</strong>er<br />

Flughafens am Beispiel des<br />

Bus Traffics<br />

Konzeption und Realisierung<br />

einer eingebetteten<br />

Motorsteuerung auf<br />

Grundlage des PowerPC<br />

Mikrocontroller<br />

Analyse der Hämodynamik<br />

und Segmentierung von<br />

zerebralen Gefäßstrukturen<br />

durch Kombination von 3D-<br />

und 4D-MRT-Bild-<br />

sequenzen<br />

Multi-Sensor Data Fusion<br />

applied to Airport Traffic<br />

Surveillance<br />

Gunnar Selke Optimierung und Parallelisierung<br />

der Berechnung des<br />

Demagnetisierungsfeldes im<br />

mikromagnetischen<br />

Simulator M3S<br />

Birger Thoms Situationsbezogene,<br />

workflow-basierte Navigation<br />

für eine E-Learning-<br />

Umgebung<br />

Diplomarbeiten Wirtschaftsinformatik<br />

Hansmann TIS Kudlek TGI<br />

Hansmann TIS Dreschler-<br />

Fischer<br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Florian<br />

Rudolph<br />

Enterprise Search am DESY<br />

- Anforderungsermittlung<br />

und Evaluation von Suchlösungen<br />

für den Einsatz im<br />

Intranet einer großen For-<br />

KOGS<br />

Hansmann TIS Beckhaus ASI<br />

Möller TIS Wittmann TIS<br />

Möller TIS Wittmann TIS<br />

Möller TIS Oberquelle ASI<br />

Möller TIS Gollnick TU HH-Harburg<br />

Möller TIS Hansmann TIS<br />

Möller TIS Handels 0<br />

Möller TIS Zhang TAMS<br />

Möller TIS Dr. Meier FB Physik<br />

Möller TIS Hansmann TIS<br />

Kaiser TIS Falkenberg<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

211


Begutachtungen & Betreuungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Externe Diplomarbeiten<br />

212<br />

schungseinrichtung am Beispiel<br />

des Deutschen Elektronen<br />

Synchrotrons (DESY) in<br />

<strong>Hamburg</strong><br />

DiplomandIn Thema 1. BetreuerIn FBE<br />

Benjamin<br />

Bechtel<br />

Übersicht 2. Betreuungen<br />

Objektextraxtion von<br />

Bäumen aus Luftbildern<br />

J. Böhner Geowis<br />

senscha<br />

ften<br />

<strong>Informatik</strong> WiInf<br />

2. BetreuerIn FBE Dipl.Arb. Bac.Arb. Dipl.Arb.<br />

Zentrum AGIS<br />

Beckhaus ASI 1 1<br />

Drews ASI 1<br />

Oberquelle ASI 2<br />

Page ASI 2 2 1<br />

Rolf ASI 2<br />

Schirmer ITG 2<br />

Gryczan SWT 1<br />

Schmolitzky SWT 3 1<br />

11 2 6<br />

Zentrum ISR<br />

Dreschler-Fischer KOGS 5 2<br />

Neumann KOGS 2<br />

Stiehl KOGS 2<br />

Menzel NATS 4<br />

Mäder TAMS 1<br />

Zhang TAMS 2<br />

Eschenbach WSV 2<br />

18 2 0<br />

Zentrum VIKS<br />

Kudlek TGI 2 1<br />

Moldt TGI 2<br />

Valk TGI 1<br />

Lehmann TKRN 3<br />

Wolfinger TKRN 1<br />

Lamersdorf VSIS 5 1<br />

Ritter VSIS 6 2<br />

19 2 3<br />

AB TIS<br />

Hansmann TIS 11 1<br />

Wittmann TIS 2 1<br />

13 1 1<br />

2. BetreuerIn Institution<br />

Möller TIS


Statistik Department <strong>Informatik</strong><br />

Studierenden- und Absolventenstatistik <strong>Informatik</strong><br />

Studienjahr 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 <strong>2008</strong><br />

<strong>Informatik</strong><br />

Erstsemester<br />

242 (16) 200 (17) 202 (14) 171 (19) 83 (16) 97 (15) 105 (25) 140 (18)<br />

<strong>Informatik</strong><br />

Studierende<br />

1.654 (14) 1.501 (13) 1.307 (12) 1.094 (12) 1.061 (12) 1.006 (14) 935 (14) 850 (15)<br />

Wirtschaftsinformatik<br />

Erstsemester<br />

88 (15) 87 (17) 91 (20) 63 (16) 56 (16) 63 (24) 76 (10) 93 (16)<br />

Wirtschaftsinformatik<br />

Studierende<br />

277 (16) 322 (16) 363 (15) 369 (17) 385 (17) 353 (17) 387 (16) 379 (17)<br />

Summe Erstsemester 330 (15) 287 (17) 293 (16) 234 (18) 139 (16) 160 181 (19) 233 (18)<br />

Summe Studierende 1.931 (14) 1.823 (13) 1.670 (13) 1.463 (13) 1.446 (13) 1.359 (14) 1.422 (13) 1.229 (16)<br />

Studienjahr 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 <strong>2008</strong><br />

Diplome 87 (13) 66 (25) 54 (15) 99 (14) 65 (12) 59 (15) 80 (17) 123 (14)<br />

Baccalaureate 22 ( 9) 18 ( 6) 61 (15) 36 ( 8) 34 (15) 34 (15) 26 (11) 7 ( 0)<br />

Dissertationen 12 ( 8) 11 ( 0) 6 (33) 10 ( 0) 7 (14) 10 (20) 12 ( 0) 11 (27)<br />

Habilitationen 4 ( 0) 0 ( 0) 0 ( 0) 1 ( 0) 0 ( 0) 0 ( 0) 0 ( 0) 1 ( 0)<br />

Legende:<br />

Studienjahr: N = WS N-1/N und SoSe N, z.B. 2006 = WS 2005/2006 und SoSe 2006<br />

Erstsemester: Zulassung zum 1. Fachsemester jeweils zum Beginn des WS<br />

Studierende: Zahl jeweils zum Beginn des WS<br />

Diplome: Datum der letzten Teilprüfung<br />

Baccalaureate: bis 2007 nach alter Ordnung, ab <strong>2008</strong> Bachelor<br />

Dissertationen: Datum der Disputation (Kalenderjahr)<br />

Habilitationen: Datum des Habilitationskolloquiums (Kalenderjahr)<br />

Die kursiven Zahlen in Klammern geben den jeweiligen Anteil der Frauen in Prozent an.<br />

213


Berichte & Mitteilungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

214<br />

Berichte und Mitteilungen des Departments<br />

Das Department <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> veröffentlicht wichtige Ergebnisse seiner Arbeit in zwei Reihen,<br />

den Mitteilungen und den Berichten. Mitteilungen sind für die schnelle Verbreitung von aktuellen Forschungsergebnissen<br />

vorgesehen, Berichte dienen der Publikation von länger gültigen gewichtigeren Ergebnissen.<br />

Einzelne Exemplare der Berichte und Mitteilungen können Sie bei der Bibliothek des Departments anfordern, auch ist ein<br />

Teil dieser Veröffentlichungen unter http://www.informatik.uni-hamburg.de/bib/medoc/ elektronisch verfügbar.<br />

Berichte <strong>2008</strong><br />

B-282 B. Neumann<br />

Bayesian compositional hierarchies - a probabilistic structure for scene interpretation<br />

<strong>2008</strong><br />

B-283 B. Farwer; M. Köhler-Bußmeier (Hrsg.)<br />

LAM’08 : proceedings of the 1st International Workshop on Logics for Agents and Mobility <strong>2008</strong><br />

<strong>2008</strong><br />

B-284 W. Menzel; K. Dalinghaus<br />

An implementation of the argument dependency model<br />

<strong>2008</strong><br />

B-285 R. A.Diaconu; M. Kudlek<br />

Some remarks on multi-prime RSA<br />

<strong>2008</strong><br />

Mitteilungen <strong>2008</strong><br />

M-339 D. Krause; E.J. Simon (Hrsg.)<br />

Im Widerspruch : Arno Rolf zum 65<br />

M-340 M. Köhler-Bußmeier; R. Langer<br />

Agentensysteme als reflexive, soziale Praxisformen<br />

M-341 H. Oberquelle<br />

50 Jahre IT in der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> - von Menschen und Maschinen, die früh die <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong> verändert haben


Informatisches Kolloquium Department <strong>Informatik</strong><br />

Informatisches Kolloquium <strong>Hamburg</strong> <strong>2008</strong><br />

Koordination: Prof. Dr. Christopher Habel<br />

URL.: http://www.informatik.uni-hamburg.de/Info/Kolloquium/<br />

Termin Vortragende(r) Titel des Vortrages<br />

07.01.<strong>2008</strong> Dr. Michael Kölling<br />

Computing Laboratory,<br />

University of Kent, UK<br />

14.01.<strong>2008</strong> Luís Seabra Lopes, Ph.D.<br />

Dept. de Electrónica,<br />

Universidade de Aveiro, Portugal<br />

21.01.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Djamshid Tavangarian<br />

Institut für <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong><br />

Rostock<br />

30.01.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Lutz Prechelt<br />

Institut für <strong>Informatik</strong>, FU Berlin<br />

07.04.<strong>2008</strong> Prof. A. E. Krzesinski<br />

Dept. of Mathematical Sciences,<br />

<strong>Universität</strong> Stellenbosch, RSA<br />

14.04.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Klaus Brunnstein<br />

Dept. <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

25.04.<strong>2008</strong> Nelson M. Mattos<br />

Google Vice-President of<br />

Engineering for Europe, Middle<br />

East and Africa<br />

28.04.<strong>2008</strong> Maite Taboada, Ph.D.<br />

Dept. of Linguistics, Simon Fraser<br />

University Burnaby, CAN<br />

19.05.<strong>2008</strong> Lars M. Kristensen, Ph.D.<br />

Dept. of Computer Science,<br />

University of Aarhus, DK<br />

26.05.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Florian Matthes<br />

Institut für <strong>Informatik</strong>, TU<br />

München<br />

09.06.<strong>2008</strong> Prof. Tianmiao Wang<br />

Institute of Robotics, Beijing<br />

University of Aeronautics and<br />

Astronautics<br />

23.06.<strong>2008</strong> Dr. Bernd Mathiske<br />

Sun-Labs, Menlo Park, CA<br />

Für jeden Zweck das richtige<br />

Werkzeug? Softwaretools von der<br />

Schule bis zur professionellen<br />

Programmierung<br />

Robot Architectures and Human-<br />

Robot Interaction<br />

Lernen in einer pervasiven<br />

Umgebung<br />

Methodology and Study Design in<br />

Empirical Software Engineering:<br />

Two Case Studies<br />

Mapping the African Internet<br />

Rede anlässlich eines<br />

Weizenbaum-Gedenkkolloquiums<br />

Organizing the World's<br />

Information<br />

Thumbs Up or Thumbs Down?<br />

Detecting Sentiment and Opinion<br />

Automatically<br />

Let's aim at going all the way -<br />

from Formal Specification and<br />

Verification to Implementation of<br />

Communication Protocols<br />

Systemkartographie - Von Karten<br />

der Anwendungslandschaft zu<br />

einem adaptiven Management der<br />

IT-Unternehmensarchitektur<br />

The Advanced Bionic Robotics<br />

Research<br />

Die virtuelle Maschine "Maxine"<br />

215


Informatisches Kolloquium <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

216<br />

07.07.<strong>2008</strong> Prof. Wolfgang Schnotz<br />

Allgemeine und Pädagogische<br />

Psychologie, <strong>Universität</strong> Koblenz-<br />

Landau<br />

14.07.<strong>2008</strong> Prof. Dr. G. Günter Voß<br />

Institut für Soziologie, TU<br />

Chemnitz<br />

20.10.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Wolfgang Renz<br />

Dept. Informations- und<br />

Elektrotechnik, HAW <strong>Hamburg</strong><br />

03.11.<strong>2008</strong> Prof. Thomas C. Henderson<br />

School of Computing, University<br />

of Utah, USA<br />

10.11.<strong>2008</strong> Stefan Gückelhorn<br />

HHLA Informationssysteme<br />

Leiter Steuerungssysteme,<br />

<strong>Hamburg</strong><br />

17.11.<strong>2008</strong> Dr. Harald Schöning<br />

Senior Director, Architecture<br />

Software AG, Darmstadt<br />

24.11.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Ipke Wachsmuth<br />

Technische Fakultät, <strong>Universität</strong><br />

Bielefeld<br />

01.12.<strong>2008</strong> Prof. em. Dr. Christiane Floyd<br />

Dept. <strong>Informatik</strong>, <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong><br />

08.12.<strong>2008</strong> Prof. Dr. Dr. h .c. Ernst Theodor<br />

Rietschel, Präsident der Leibniz-<br />

Gemeinschaft, Berlin<br />

Animationen: Pros und Cons<br />

Der arbeitende Kunde.<br />

Wenn Konsumenten zu Dienstleistern<br />

für die Dienstleister<br />

werden und das web 2.0<br />

gigantische Gewinnmöglichkeiten<br />

zu versprechen scheint<br />

Zur Konstruktion<br />

selbstorganisierter Systeme<br />

Computational Sensor Networks<br />

IT-Systeme im Containerumschlag<br />

- High Tech im Hafen<br />

Vom Service-Dschungel zur SOA<br />

Governance<br />

Establishing Joint Attention with a<br />

Virtual Human<br />

<strong>Universität</strong> leben in der <strong>Informatik</strong><br />

Frauen in Führungspositionen - An<br />

der Spitze ist die Luft dünn


Preise und Ehrungen Department <strong>Informatik</strong><br />

1. Auszeichnungen für Mitarbeiter<br />

Zentrum AGIS<br />

Preise und Ehrungen<br />

Prof. Dr. –Ing. Bernd Page wurde ernannt zum Fellow der International Environmental Modelling and<br />

Software Society (IEMSs) anlässlich der Jahrestagung am 7.7.<strong>2008</strong> in Barcelona.<br />

Tanja Döring wurde bei den <strong>Informatik</strong>tagen <strong>2008</strong> der GI unter mehr als 60 Einreichungen mit dem "Best<br />

Paper"-Preis ausgezeichnet. Thema des Beitrags: "Gestaltung eines papierbasierten Tangible Interface zur<br />

Unterstützung kunsthistorischer Arbeitstechniken"<br />

Betreuerin: Jun. Prof. Dr. Steffi Beckhaus<br />

Zentrum ISR<br />

Zhang, Houxiang; Wang, Wei; Zhang. Jianwei:<br />

Best Paper Price, IEEE AIM <strong>2008</strong>, für das paper “Analysis of the Kinematics of Module Climbing<br />

Caterpillar Robots”, in Proceeding of <strong>2008</strong> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent<br />

Mechatronlics (AIM <strong>2008</strong>), IEEE, New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 84-89.<br />

Zhang, Jianwei (als Mitautor):<br />

Best Student Paper, IEEE ICASSP <strong>2008</strong>, für das Paper „Topic Mining on Web-shared videos“, in Proceeding<br />

of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP <strong>2008</strong>), IEEE,<br />

New Jersey <strong>2008</strong>, pp. 2145 – 2148.<br />

Zentrum KIVS<br />

Dr. Jürgen Wolf erhielt für seine Dissertation den MMB-Preis <strong>2008</strong> des GI/ITG-Fachausschusses<br />

„Messung, Modellierung und Bewertung von Rechensystemen (MMB)“. Diese Auszeichnung wird für<br />

hervorragende Dissertationen aus dem Themenbereich Messung, Modellierung und Bewertung von<br />

Rechensystemen verliehen. Der Preis ist mit 500 EUR dotiert. Preisübergabe erfolgte anlässlich der 14.<br />

GI/ITG Konferenz "Messung, Modellierung und Bewertung von Rechen- und Kommunikationssystemen„<br />

MMB <strong>2008</strong>-Tagung in Dortmund (30. 3.-2. 4. <strong>2008</strong>).<br />

Betreuer: Prof. Dr. Bernd Wolfinger<br />

Andrey Kolesnikov erhielt für seine Diplomarbeit den Diplomarbeitspreis <strong>2008</strong> der GI/ITG-Fachgruppe<br />

„Echtzeitsysteme“.<br />

Diese Auszeichnung wird für hervorragende Diplomarbeiten aus dem Themen-bereich Echtzeitsysteme und<br />

Echtzeitkommunikation verliehen. Der Preis ist ebenfalls mit 500 EUR dotiert. Preisübergabe erfolgte<br />

anlässlich des Workshops "Echtzeit <strong>2008</strong>" in Boppard (27.und 28. 11. <strong>2008</strong>).<br />

Betreuer: Prof. Dr. Bernd Wolfinger<br />

AB TIS<br />

Kai Himstedt: 4. Platz bei der „16th World Computer-Chess Championship (WCCC)“, September 28 –<br />

October 5, <strong>2008</strong>, Beijing, China.<br />

217


Preise und Ehrungen <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> - <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

2. EXPO <strong>2008</strong><br />

218<br />

1. Preis (300 Euro):<br />

Nils Daniel Forkert (Betreuer: D.P.F. Möller, TIS)<br />

"Analyse und dynamische Visualisierung des zerebralen Blutflusses durch Kombination von 3D- und 4D-<br />

Magnetresonanzangiographie-Bildfolgen"<br />

2. Preise (je 150 Euro):<br />

Jan Riisgaard (Betreuer: P. Stelldinger, KOGS)<br />

"Reduktion der Bildunschärfe bei Großformatscannern für die Druckbildkontrolle"<br />

Simon Adameit, Michael Haustermann, Nadiya Kumar, Joachim Nitschke, André Stannek, Jan Wolf<br />

und Artiom Wulis<br />

"Die Siedler von Cartan in Prolog"<br />

Das Preiskomitee bestand aus Andreas Günter, Bernd Neumann und Bernd Wolfinger. Die Preise wurden<br />

dankenswerterweise von HITeC und HIForum zur Verfügung gestellt.<br />

3. Beste Diplome (MAZ level one Award)<br />

1. Platz: Christoph Walter (Betreuer: C. Habel, WSV)<br />

2. Platz: Frank Heitmann (Betreuer: M. Jantzen, TGI)<br />

3. Platz: Tanja Döring (Betreuerin: S. Beckhaus, ASI)<br />

4. Stipendien<br />

Viktor Dreiling, Master-Student im AB VSIS, erhielt <strong>2008</strong> ein Stipendium der Firma Versant GmbH,<br />

<strong>Hamburg</strong>


<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum e.V. HIForum<br />

HIForum - <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum e.V.<br />

1. Zusammenfassende Darstellung<br />

Allgemeiner Überblick<br />

Das <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum e.V. (Kurz HIForum - sprich wie "High Forum") wurde am 08. Juli 1998<br />

als Alumni-Verein des <strong>Fachbereich</strong>s <strong>Informatik</strong> von 24 Mitgliedern gegründet. Es hat sich in der Zwischenzeit<br />

zu einer Institution der neuen Departmentkultur entwickelt.<br />

Zweck des Vereins ist die Förderung der Wissenschaft <strong>Informatik</strong> am Department <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong>. Seine Ziele sind insbesondere:<br />

• Intensivierung der Verzahnung von Forschung und wissenschaftlicher Ausbildung mit der Praxis<br />

• Förderung des wissenschaftlichen Gedankenaustausches, insbesondere zwischen den ehemaligen Mitgliedern<br />

des Departments <strong>Informatik</strong>, den gegenwärtigen Mitgliedern und den Partnern in Industrie,<br />

Wirtschaft und Wissenschaft<br />

• Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses<br />

• Förderung des Departments <strong>Informatik</strong> durch Sammlung von Spenden<br />

Arbeitsschwerpunkte<br />

Zur Erreichung dieser Ziele dienen insbesondere folgende Maßnahmen:<br />

• Durchführung von Zusammentreffen und Veranstaltungen, die den Kontakt und den Erfahrungsaustausch<br />

fördern<br />

• Durchführung von Vorträgen, Tagungen, Veranstaltungen zur Fort- und Weiterbildung<br />

• Demonstrationen und Besichtigungen im Bereich der <strong>Informatik</strong><br />

• Erarbeitung und Verbreitung von Informationen und Stellungnahmen zu Fragen der <strong>Informatik</strong>, insbesondere<br />

über die Situation der <strong>Informatik</strong> in <strong>Hamburg</strong><br />

• Herausgabe von Rundschreiben mit Hinweisen auf Veränderungen und besondere Ereignisse am Department<br />

<strong>Informatik</strong><br />

• Einbeziehung Ehemaliger in Veranstaltungen des Departments<br />

• Rückkopplung von Berufserfahrung Ehemaliger in die Weiterentwicklung des Departments<br />

• Mitwirkung bei der Außendarstellung des Departments<br />

• Information von Schülern und Schülerinnen unter Einbeziehung von Berufspraktikern<br />

• Information von Absolventinnen und Absolventen beim Übergang in das Berufsleben<br />

Ordentliche Mitglieder des Vereins können alle natürlichen und juristischen Personen werden, die bereit sind,<br />

die Ziele des Vereins zu unterstützen. Hierzu zählen insbesondere: gegenwärtige und ehemalige Mitglieder<br />

und Angehörige des Departments <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> und von dem Department <strong>Informatik</strong><br />

vorgeschlagene Personen.<br />

Vorstand:<br />

Dipl.-Inform. Michael Schudy, Capgemini sd&m AG, <strong>Hamburg</strong> (Vorsitz)<br />

Prof. Dr. Horst Oberquelle, Department <strong>Informatik</strong> (Stellvertreter)<br />

Dipl.-Inform. Dirk Martinssen, HHLA, <strong>Hamburg</strong> (Kassenführer)<br />

Mitgliedsbeiträge (<strong>2008</strong>, unverändert in 2009):<br />

Normalbeitrag 15 EUR<br />

Ermäßigter Beitrag 5 EUR (Studenten, Rentner, Pensionäre usw.)<br />

Firmenbeiträge 100 EUR<br />

219


HIForum <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

Mitgliederstand 12/<strong>2008</strong><br />

220<br />

185 Mitglieder<br />

davon:<br />

131 Persönliche Mitglieder außerhalb der <strong>Universität</strong><br />

13 Studierende<br />

25 Professorinnen und Professoren<br />

8 Wiss. MitarbeiterInnen<br />

4 Firmen<br />

1<br />

3<br />

sonstige Mitglieder<br />

Schnuppermitglieder (1. Jahr beitragsfreie Mitgliedschaft für Absolventen)<br />

2. Die Aktivitäten des HIForums im Berichtszeitraum<br />

Januar <strong>2008</strong><br />

Mitgliederumfrage<br />

Im Januar <strong>2008</strong> haben wir eine Online-Umfrage durchgeführt. Die Befragung war bewusst offen angelegt, sowohl<br />

was die Fragen betrifft als auch die Teilnehmer. Es haben sich 25 Mitglieder und 7 Nicht-Mitglieder beteiligt.<br />

Wir danken allen Teilnehmern für ihr Urteil und die ausführlichen Anregungen. Die Diskussion der Umfrageergebnisse<br />

auf unserer Mitgliederversammlung am 24.04.<strong>2008</strong> möchten wir wie folgt zusammenfassen:<br />

Das HIForum ist auf dem richtigen Weg. Die Umsetzung der geplanten Aktivitäten kann aber noch verbessert<br />

werden. Hervorgehoben wurde die geringe Beteiligung an einigen Veranstaltungen. Die Resonanz<br />

kann verbessert werden, wenn die jeweilige Zielgruppe einer einzelnen Aktivität ausdrücklich festgelegt<br />

wird. Dabei wollen wir uns zukünftig nicht auf die Mitglieder des HIForum beschränken, sondern gezielt andere<br />

Gruppen ansprechen, z.B. Absolventinnen und Absolventen der <strong>Informatik</strong>, Schülerinnen und Schüler<br />

der Sekundarstufe II etc.<br />

9. Juni <strong>2008</strong><br />

"Behind the tools" - Plattformen für Kollaboration<br />

Warum welche Software in welchem Projekt wirklich erfolgreich war. Erfolgs- und Misserfolgskriterien bei der<br />

Einführung und Nutzung von Kollaborationssoftware. 3 Referenten blicken auf konkrete Projekte und berichten<br />

aus dem Nähkästchen.<br />

Laalak Nassiri, LN-IT<br />

Microsoft Office SharePoint Server 2007: Die neue Plattform für Kollaboration?<br />

Christoph Wienberg, Bürgerschaftskanzlei, IT-Referat<br />

Ein Abgeordnetenportal für die Bürgerschaft: Trägt der SharePoint auch im Extranet?<br />

Dr. Iver Jackewitz, effective webwork GmbH<br />

CommSy* in der Schule und Hochschule: Die Bildung in <strong>Hamburg</strong> nutzt CommSy. Warum?<br />

* CommSy ist eine webbasierte Kommunikations- und Kooperationsplattform insbesondere für Projekt- und<br />

Lehr/Lerngruppen von ca. 30 Personen. Die Besonderheit an CommSy ist die schnelle Produktivität durch einen<br />

minimalen Initialisierungsaufwand, schnelle Erlernbarkeit und ein übersichtliches Angebot an Informationen und<br />

Funktionalitäten.<br />

10. Juli <strong>2008</strong><br />

Den "Roten Knopf" programmieren<br />

Referent: padeluun, FoeBuD e.V. , Bielefeld<br />

Vortrag und Diskussion zur Gratwanderung zwischen angeordneter Verantwortungslosigkeit und dem eigenen<br />

Gewissen.


<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum e.V. HIForum<br />

Der Tenor: Im weiteren Berufsleben werden Menschen immer mit der Frage der Datenerhebung/ Datenaggregierung/Datennutzung<br />

konfrontiert.<br />

- Nach welchen Kriterien soll entschieden und gehandelt werden?<br />

- Warum soll ich nicht alles tun, was technisch möglich ist?<br />

Der Referent ist einer der Aktiven im<br />

FoeBuD (Verein zur Förderung des öffentlichen bewegten und unbewegten Datenverkehrs) e.V.<br />

(http://www.foebud.de). Dieser "setzt sich seit 1987 für Bürgerrechte und Datenschutz ein. Beim FoeBuD treffen<br />

unterschiedlichste Menschen zusammen, die Technik und Politik kritisch erkunden und menschenwürdig gestalten<br />

wollen. Der FoeBuD klärt auf durch Öffentlichkeitsarbeit, Vorträge, Veranstaltungen und charmante Aktionen.<br />

So richtet der FoeBuD jährlich die BigBrotherAwards (“Oscars für Datenkraken") in Deutschland aus. Mit<br />

unserem Fachwissen mischen wir uns - auch ungefragt - in politische Prozesse ein. Der FoeBuD arbeitet für eine<br />

lebenswerte Welt im digitalen Zeitalter." FoeBuD gibt auch ein "Schwarzbuch Datenschutz" heraus.<br />

28. November <strong>2008</strong><br />

HIForum Stammtisch<br />

Treffen von HIForum-Mitgliedern und Freunden zum Gespräch in der "mama trattoria" nahe dem Rathausmarkt.<br />

Zuschüsse und Preise<br />

• Vortrag padeluun, FoeBuD, Reise, Übernachtung und ein kleines Honorar (417 Euro)<br />

• Preisgelder für die EXPO <strong>2008</strong> (300 Euro)<br />

• GI-HILL, Reisekostenzuschuss für einen eingeladenen Vortrag (257 Euro)<br />

• Unterstützung von „50 Jahre IT in der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> (1.335 Euro)<br />

Spenden „<strong>Informatik</strong> – Deine Chance!“<br />

• Einnahmen: Einzelspende (5.000 Euro)<br />

• Ausgaben: Girls Day (Imagefilm, Materialien, Verpflegung) (2.762 Euro)<br />

Internet-Auftritt „http://www.hiforum.de/“<br />

Der Auftritt von HIForum im Internet bietet neben allgemeinen Informationen über HIForum nicht nur die<br />

Ankündigungen zu unseren Veranstaltungen sondern aktuelle Veranstaltungsberichte mit Hinweisen auf weiter<br />

führendes Material. Matthias Müller-Prove hält unser Erscheinungsbild im Netz nach wie vor ansprechend<br />

und aktuell.<br />

Kommunikationsplattformen "HIForum-intern" und Gruppe „<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum“ in XING<br />

Zusätzlich zum Projektraum HIForum-Intern im MinCommSy betreiben wir ein ergänzendes Forum unter<br />

Xing: https://www.xing.com/net/hiforum/<br />

Die Anzahl der Mitglieder in dieser Gruppe beträgt mittlerweile 227. Dies bestätigt eindrucksvoll den Erfolg<br />

dieser zusätzlichen Plattform, die dazu dient, Aktivitäten des HIForum bekannt zu machen sowie Kontakte<br />

zwischen Mitgliedern und Freunden des HIForum herzustellen. Matthias Müller-Prove hat das Forum eingerichtet<br />

und leistet den wesentlichen Teil der Moderation.<br />

3. Weitere Informationen<br />

Informationen und ein Beitrittsformular findet man im Internet unter<br />

http://www.hiforum.de<br />

Das <strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong>-Forum lädt alle Leserinnen und Leser dieses Berichtes ein, durch aktive Mitwirkung<br />

den Alumni-Gedanken aufzugreifen und zu stärken und so die Departmentkultur weiterzuentwickeln.<br />

<strong>Hamburg</strong>, im Januar 2009 Michael Schudy, Horst Oberquelle, Dirk Martinssen<br />

221


HIForum <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

222


<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center<br />

<strong>Hamburg</strong>er <strong>Informatik</strong> Technologie-Center e.V.<br />

HITeC ist das Forschungs- und Technologietransferzentrum des Departments <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong><br />

<strong>Hamburg</strong> (ehemals <strong>Fachbereich</strong> <strong>Informatik</strong>). Aufgrund seines unabhängigen Status bietet HITeC flexible und<br />

professionelle Kooperationsmöglichkeiten. HITeC-Lösungen setzen auf neuesten Forschungsergebnissen auf<br />

und verschaffen Vorteile durch überlegene Technologien.<br />

HITeC ist ein eingetragener, gemeinnütziger Verein, der von Mitgliedern des Departments (ehemals<br />

<strong>Fachbereich</strong>) <strong>Informatik</strong> der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> getragen wird. Der Verein ist über einen<br />

Kooperationsvertrag mit der <strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong> verbunden.<br />

HITeC sieht seine Hauptaufgaben in der:<br />

• Durchführung anwendungsorientierter Forschungsvorhaben<br />

• Verbreitung anwendungsorientierter Forschungsergebnisse<br />

• Durchführung von Seminaren<br />

• Vermittlung von Kontakten zwischen Firmen und Studierenden<br />

• Verbesserung der praxisorientierten Ausbildung in der <strong>Universität</strong><br />

• Unterstützung bei Unternehmensgründungen aus der <strong>Universität</strong><br />

In <strong>2008</strong> hatte HITeC 16 Fördermitglieder, dies sind Firmen und Institutionen die HITeC unterstützen. Die<br />

Anzahl der aktiven persönlichen Mitglieder von HITeC liegt bei ca. 40 Personen.<br />

Der Vorstand von HITeC bestand in <strong>2008</strong> aus folgenden Personen: Prof. Dr. Winfried Lamersdorf, Prof. Dr.<br />

Bernd Neumann (Vorsitzender), Prof. Dr. Bernd Page und Prof. Dr. Heinz Züllighoven. Geschäftsführer von<br />

HITeC ist Dr. Andreas Günter. Das Projektvolumen von HITeC lag in <strong>2008</strong> bei ca. 1.4 Millionen.<br />

Einige herausragende Ereignisse in <strong>2008</strong><br />

• Das CommSy für alle <strong>Hamburg</strong>er Hochschulen hat sich zur meist genutzten Lehr- Lernplattform an den<br />

<strong>Hamburg</strong>er Hochschulen entwickelt.<br />

• Software Services and Systems Network (S-Cube), EU Network of Excellence. Forschung und<br />

Entwicklung im Bereich Software Services sind für die zukünftige interaktive Gesellschaft in Europa von<br />

entscheidender Bedeutung. Ziel des europäischen Exzellenznetzwerks „S-Cube“ ist es daher, eine<br />

gemeinsame multidisziplinäre Forschungsgemeinschaft zu diesem Themenbereich zu etablieren.<br />

• Prof. Page ist am EU-weiten Netzwerks ICT-ENSURE (Information and Communication Technologies -<br />

Environmental Sustainability Research) beteiligt, das von der EU als zentrale Support Action der<br />

europäischen "ICT for Environmental Sustainability“-Forschung finanziert wird.<br />

• In dem von der Innovationsstiftung <strong>Hamburg</strong> betreuten Projekt Automatische semantische Annotation<br />

multimodaler Produktbeschreibungen wurde die Entwicklung von technologischen Grundlagen für die<br />

automatische Verarbeitung von handelsüblichen Produktbeschreibungen im Kontext von eCommerce<br />

Anwendungen erfolgreich untersucht.<br />

• In Kooperation mit dem DESY wird eine Anwendung für die Gestaltung und Darstellung synoptischer<br />

Displays entwickelt.<br />

• Im Rahmen des von HITeC und der c1 wps GmbH veranstalteten 10. WAM-Workshop (Werkzeug und<br />

Materialansatz) diskutierten mehr als 80 Teilnehmer aus Forschung und Wirtschaft im Hafenclub<br />

<strong>Hamburg</strong>.<br />

223


HITeC <strong>Jahresbericht</strong> <strong>2008</strong> – <strong>Informatik</strong> UniHH<br />

224


Department <strong>Informatik</strong><br />

Fakultät für Mathematik,<br />

<strong>Informatik</strong> und Naturwissenschaften<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Hamburg</strong><br />

Vogt-Kölln-Str. 30<br />

D-22527 <strong>Hamburg</strong><br />

www.informatik.uni-hamburg.de<br />

Bachelorstudiengänge<br />

<strong>Informatik</strong><br />

Mensch-Computer-Interaktion<br />

Software-System-Entwicklung<br />

Wirtschaftsinformatik<br />

<strong>Informatik</strong> auf Lehramt<br />

Masterstudiengänge<br />

<strong>Informatik</strong><br />

Wirtschaftsinformatik<br />

IT-Management und -Consulting<br />

(in Vorbereitung)<br />

<strong>Informatik</strong> auf Lehramt<br />

tor zur welt der wissenschaft<br />

© Bernhard Classen

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